納米金棒抗癌分子表型發現 為抗腫瘤藥物提供理論基礎

編者按：生物波譜及代謝組學研究組張利民副研究員等與國家納米科學中心合作，采用基于NMR檢測的代謝組學方法并結合多變量數據分析手段，詳細比較研究了不同細胞對納米金棒暴露的代謝分子機理。這些研究成果為研究納米金棒對不同細胞的作用機制提供了詳細的分子信息，為抗腫瘤藥物篩選及其機制研究提供了分子水平的理論基礎。

近日，中科院武漢物理與數學研究所的生物波譜及代謝組學研究組，發現了納米金棒抗癌的分子表型，為抗腫瘤藥物篩選及其機制研究提供了一種分子水平的理論基礎。據介紹，十六甲基溴化銨表面修飾納米金棒在DNA檢測、熒光探針、生物成像和光熱治療、靶向藥物傳輸等許多領域具有良好的應用前景。

十六甲基溴化銨（cetyl trimethyl ammonium bromide，CTAB）表面修飾納米金棒（AuNRs）在DNA檢測、熒光探針、生物成像和光熱治療、靶向藥物傳輸等許多領域展現了良好的應用前景。前人通過電子、光學顯微鏡從細胞形態等宏觀角度發現納米金棒暴露對人類肺泡腺癌上皮細胞（A549）和正常支氣管上皮細胞（16HBE）存在不同的反應特性。

生物波譜及代謝組學研究組副研究員張利民等與國家納米科學中心合作，采用基于NMR檢測的代謝組學方法并結合多變量數據分析手段，詳細比較研究了不同細胞對納米金棒暴露的代謝分子機理。

推測納米金棒能穿透癌細胞溶酶體進入線粒體，然后蓄積在線粒體中，導致癌細胞氧化應激損傷大量死亡，而納米金棒作用于正常細胞時，并沒有穿透溶酶體進入線粒體，因此正常細胞并未大量死亡。但是，其各自作用的微觀代謝分子機理尚不清楚。

研究結果表明，暴露于金納米棒的癌細胞和正常細胞內環境均受到了擾動。此外，金納米棒暴露誘導了這兩種細胞系的氧化應激反應。然而，正常細胞表現了比癌細胞較強的抗氧化應激反應：正常細胞啟動了谷胱甘肽的合成，同時在抗氧化的過程中谷胱甘肽轉化為氧化谷胱甘肽，對正常細胞起到了有效的保護作用。而對于癌癥細胞系，其表現為代謝物核苷和核苷酸含量的顯著下降。最后，氨基酸含量的顯著升高表明暴露于金納米棒的細胞系產生了大量的應激激素。

業內專家表示，上述結論得到了細胞分子熒光染色實驗結果的證實，且提供了金納米棒在正常細胞和腫瘤細胞中獨特地胞內定位、細胞吸收和易位的分子信息，突出了代謝組學在評估納米藥物生物效應的應用價值。

據悉，該研究得到了科技部國家重大科學研究計劃和國家自然科學基金委相關項目的支持。

(來源：中國化工儀器網)