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    西安交通大學陳鑫研究員課題組《Adv. Funct. Mater.》:在腫瘤治療與組織再生一體化領域取得重要進展
    2019-09-05  來源:高分子科技

      乳腺癌是女性最常見的浸潤性癌癥,也是僅次于肺癌的女性癌癥死亡的第二大兇手。目前臨床上治療乳腺癌的策略主要是手術切除含有可檢測腫瘤的乳腺組織。然而,乳房切除術通常會導致永久性乳房缺陷,這會導致焦慮、失眠、抑郁等一系列心理綜合癥。因此在治療時原位形成足夠數量的成熟脂肪組織進而實現乳房重建便極為關鍵。此外,外科手術通常很難完全切除患者體內的腫瘤細胞,常常需要全身和局部化療來清除殘留的腫瘤細胞。然而,腫瘤細胞的高耐藥性和抗癌藥物的嚴重副作用可能導致腫瘤復發和對健康組織/器官的損害,從而給患者帶來無盡的痛苦。因此研究者逐漸將焦點轉移到具有靈活的操作性、無侵襲性、低毒性、且能有效殺滅腫瘤細胞的光熱治療上,并構筑了一些光熱組分負載的支架材料,以期實現腫瘤治療和組織再生功能。然而,傳統的光熱治療對正常細胞與腫瘤細胞沒有選擇性,在殺滅腫瘤細胞的同時也會損傷周圍的正常細胞以及支架內負載的干細胞,因此難以同時實現腫瘤的殺滅及健康組織的再生。

      針對上述問題,西安交通大學化工學院陳鑫研究員課題組設計和開發了一種新的支架治療平臺,通過溫和有效的光熱效應選擇性地殺死殘留的乳腺腫瘤細胞。該治療過程不僅不影響預植入的脂肪干細胞的活性,多孔支架的類細胞外基質結構還能夠進一步促進其生長及分化,進而同時實現手術治療后殘余腫瘤細胞的殺滅及大面積乳房缺損的愈合。

    復合支架治療乳腺癌示意圖

      陳鑫研究員課題組采用鹽模板法制備聚己內酯(PCL)及丙烯酸-g-聚乳酸(PAA-g-PLLA)聚合物復合支架,并通過腫瘤微環境響應性的飽和酰胺鍵連接藤黃酸(GA)負載的氧化石墨烯(GO)納米粒子。在復合支架植入到腫瘤切除區域后,圍微酸性環境誘導響應性鍵斷裂,使GO/GA復合物得以釋放。由于氧化石墨烯具有良好的光熱特性,而藤黃酸對腫瘤細胞有顯著的耐熱壁壘降低作用,因此脫落的GO/GA復合物通過內吞作用進入腫瘤細胞后,可以在808 nm激光下對腫瘤進行溫和有效(45℃)的光熱治療。該支架的上述功能通過與上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院共同完成的細胞及動物實驗證實。實驗結果顯示,該支架可殺滅95%以上的人乳腺癌細胞 (MCF-7)并有效抑制腫瘤生長,從而大大提高患腫瘤老鼠的生存率。同時,該腫瘤治療過程對干細胞活性無明顯影響。無論近紅外照射與否,GO-GA-聚合物支架均能通過上調脂肪相關基因的表達提高誘導ADSCs向脂肪細胞分化的能力,最終顯著促進新的脂肪組織的形成。研究表明,該新型腫瘤微環境響應性的GO-GA-聚合物支架具有良好的腫瘤殺傷效果,且對脂肪源性干細胞或周圍健康細胞的副作用可忽略不計,是一種很有前途的腫瘤治療與術后組織再生結合的治療平臺。

    腫瘤治療與組織再生一體化治療效果

      以上相關成果發表以“Stimuli-Responsive Scaffold for Breast Cancer Treatment Combining Accurate Photothermal Therapy and Adipose Tissue Regeneration”為題發表在Advanced Functional Materials上(Adv. Funct. Mater. 2019, 1904401)。該研究主要白果醫師袁萍耘博士共同完成,通訊作者為陳鑫研究員,西安交通大學化工學院為論文的唯一通訊單位。該研究工作得到了國家自然科學基金、陜西省自然科學基金、深圳市基礎研究自由探索項目、西安交通大學“青年拔尖人才支持計劃”、陜西省百人計劃、陜西省留學人員擇優資助計劃、軍事口腔醫學國家重點實驗室開放課題等項目的大力支持。

      論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201904401

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