工学院侯仰龙课题组磁性纳米颗粒生物医学研究取得新进展

时间：2016-03-07 09:20  作者：  来源：工学院

近日，北京大学工学院侯仰龙研究团队开发了能被多重刺激调控释放药物的基于Fe₅C₂纳米颗粒的新型纳米探针，可协同光热疗和化疗方法实现对肿瘤的治疗，相关成果发表在ACS Nano上（Y. Hou et al. ACS Nano.2016,http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.5b04706）。

该纳米探针可负载抗癌药物阿霉素，作为药物载体静脉注射入机体后，通过磁靶向到达肿瘤部位，药物释放效率能依靠肿瘤微环境pH值的不同以及材料本身的光热特性进行调控，同时也能通过MRI成像实现对治疗效果的实时跟踪，这将有助于医生根据不同病人的实际情况确定治疗方案，达到治疗时间、药物剂量的最优化组合，提高治疗效果。

光热疗是近几年出现的一种新型治疗癌症的方法，它是通过将吸收的光能转化为热能而实现治疗；而MRI成像能提供高分辨的图像，在临床上得到广泛应用。侯仰龙研究团队采用一步法简便地制备出Fe₅C₂@C（碳包铁五碳二）核壳结构的纳米颗粒，创新性地将光热和磁性这两种性能赋予了同一纳米颗粒。将它作为肿瘤治疗的基底，在外面包裹牛血清蛋白，提高其生物相容性，而后利用静电吸附效应负载阿霉素，成为具有治疗效用的药物载体。通过纳米颗粒本身的磁性以及在肿瘤部位外加磁场，该药物载体可通过血液循环到达肿瘤部位，同时可利用MRI成像实时监测整个过程。纳米颗粒通过胞吞作用进入肿瘤细胞，并进入溶酶体，因为pH值得改变，阿霉素会部分从药物载体上释放；当用激光照射肿瘤部位引起温度升高时，也会有部分阿霉素释放出来。此外，光热疗作为一种物理疗法，也能杀死肿瘤细胞。因此，通过调节光照时间以及强度，可以实现化疗与光热疗相协同的治疗效果。这种个性化治疗手段既提高了疗效又降低了副作用，从小鼠模型的治疗效果来看，该纳米探针具有疗效高、毒副作用小的优点。

Fe₅C₂纳米颗粒作为多重刺激药物载体进行肿瘤治疗的原理示意图

除此之外，该研究团队还曾利用Fe₅C₂@C纳米颗粒设计出诊疗一体的纳米探针，通过抗体修饰，可具有主动靶向性，可用于肿瘤的热疗，具有重要的应用潜力。相关工作已经发表于Advanced Material（2014,26,4114-4120，http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201305811/abstract）。

项目第一作者为工学院2010级博士生余靓，合作者包括307医院盛复庚博士、北大化学与分子工程学院林坚副教授和清华大学赵凌云教授等。上述研究得到了国家自然科学基金委杰出青年基金和面上基金的支持。