精密磁性元件可能改变难治性脑癌的游戏规则

病童医院(SickKids)和多伦多大学(U of T)的科学家联合起来开发了一种新方法来治疗肿瘤细胞，称为机械纳米手术，即使是侵袭性的化学抗性癌症。

胶质母细胞瘤(GBM)是最常见和最具侵袭性的原发性脑癌。尽管存在各种治疗选择，包括手术、放疗和化疗，但患者的中位生存时间仅为 15 个月左右。

目前针对GBM患者的全球标准治疗包括使用称为替莫唑胺(TMZ)的药物进行化疗，与仅接受放疗的患者相比，该药物可将人的预期寿命延长约两个月。然而，GBM细胞会随着时间的推移对TMZ产生耐药性，降低其功效并增加肿瘤复发的可能性。

在发表在《科学进展》上的一项研究中，病童医院发育与干细胞生物学项目的资深科学家Xi Huang博士和多伦多大学机械工程教授兼机器人研究所所长Yu Sun博士提出了一种使用精确磁控制治疗化学耐药性GBM的新方法，他们称之为机械纳米外科手术。

“通过使用深入癌细胞内部的纳米技术，机械纳米手术是一种'特洛伊木马'方法，可以让我们从内部破坏肿瘤细胞，”黄说，他之前的研究表明脑肿瘤细胞是机械敏感的，这有助于告知这种方法。“通过结合我们在病童医院生物化学方面的专业知识和多伦多大学的工程学，我们开发了一种治疗侵袭性脑癌的潜在新方法。

该研究中使用的小鼠模型由第一作者王贤博士开发，王贤博士，现任皇后大学助理教授，黄实验室前博士后研究员，以及病童医院研究培训中心的徐立志奖学金获得者，该研究中使用的小鼠模型表明，机械纳米手术过程普遍减小了GBM肿瘤的大小，包括在TMZ耐药的GBM中。

机械纳米外科手术的工作原理

磁性碳纳米管(mCNTs)是纳米材料的一种形式 - 由碳制成的微观圆柱形管，在这种情况下，充满了铁，当被外部磁场激活时会磁化。在这项研究中，研究小组用一种抗体包被mCNT，该抗体可识别与GBM肿瘤细胞相关的特定蛋白质。一旦注射到肿瘤中，mCNT上的抗体就会使它们寻找肿瘤细胞并被它们吸收。

“一旦纳米管进入肿瘤细胞内部，我们就使用旋转磁场机械地调动纳米管来提供机械刺激，”Sun说，“纳米管施加的力会破坏细胞结构并导致肿瘤细胞死亡。

探索脑癌以外的应用

Huang与多伦多大学机械工程系的Sun合作正在继续建立在研究结果的基础上。随着研究的继续，他们注意到机械纳米手术可能在其他癌症类型中具有进一步的应用。

“从理论上讲，通过改变抗体涂层并将纳米管重定向到所需的肿瘤部位，我们有可能有一种精确破坏其他癌症中肿瘤细胞的方法，”黄说。

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