先进纳米材料实验室

Laboratory of Advanced nanomaterials lab

研究进展

磁机械力破坏肿瘤细胞膜结构诱导细胞凋亡

2018-04-13 16:36

磁性纳米材料由于其特有的磁性能而被广泛应用于生物医学领域,尤其在癌症治疗领域。将磁性纳米材料与交变磁场结合是新兴的物理治疗方法,主要包括磁热治疗和磁机械力治疗。磁机械力则是通过将磁性纳米材料置于低频交变磁场中,随着磁场变化磁性纳米材料产生强有力的机械力,从而对肿瘤细胞的结构进行破坏最终导致细胞凋亡。首先通过有机热解法制备出粒径为62 nm的锌掺杂磁性纳米粒子,并对其表面进行脑肿瘤特异性靶向基团修饰,有效地提高了其对脑肿瘤细胞的靶向效率且富集在细胞溶酶体中。将装载磁性纳米粒子的细胞置于低频旋转磁场中,磁性纳米粒子沿磁力线方向在细胞中自组装成长约4 μm的条状二维结构,纳米“磁力刀”随着旋转磁场进行有序运动产生4´102 pN的机械力。实验结果表明:在极低频交变磁场作用下,纳米“磁力刀”首先对细胞溶酶体膜结构进行破坏,被释放到细胞质中;继而对细胞膜结构进行破坏,最终导致细胞程序性死亡或坏死。这种由纳米“磁力刀”转动而产生的机械力,能够更直接、更彻底地杀死癌细胞,而且副作用小,不会对正常组织产生影响,是一种极具应用前景的细胞水平靶向物理治疗手段。

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