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听说纳米颗粒赤手空拳干掉了万恶的肿瘤君？
纳米药物在抗肿瘤领域具有广阔的应用前景，目前用于临床的纳米药物多是由无毒无害、生物相容性优异且具有一定可降解性的药物载体携载化疗药物形成的纳米复合物，其中的纳米颗粒主要发挥药物小车的作用，负责利用自身的优势将药物输送到靶组织。而近年来随着纳米毒理学的深入研究，不少研究人员发现有些纳米颗粒即使不载药在某些条件下也具有一定的细胞毒性，可以（甚至特异性）杀伤肿瘤细胞，从而达到抑制肿瘤生长或者转移的效果。尽管还在研究初期，但是这可能会给纳米药物领域带来变革！下面就让我们一起来看看纳米君是如何徒手干掉肿瘤君的吧！
1、金纳米颗粒抑制癌症生长及转移
2013年，来自美国梅奥医学中心的Priyabrata Mukherjee课题组在PNAS上发表文章提出金纳米颗粒可以用于治疗癌症。他们在研究中发现金纳米颗粒可以通过阻止丝裂原蛋白活化激酶（Mitogen-activated protein kinase，MAPK）信号通路来抑制肿瘤细胞生长，这种抑制作用依赖于金纳米颗粒的尺寸和剂量，同时金纳米颗粒还可以通过降低癌细胞上皮间质转化（epithelial-mesechymal transition, EMT）相关蛋白的表达来逆转EMT，在两种小鼠乳腺癌模型中成功抑制了癌细胞生长及转移。2016年，他们课题组再次在ACS Nano上发表最新研究表明金纳米颗粒还可以对胰腺癌微环境进行重编程，从而抑制肿瘤生长。在胰腺导管腺癌中，胰腺癌细胞和胰腺星状细胞之间的交流可以激活胰腺星状细胞，导致胰腺导管腺癌微环境的恶化，从而导致癌症病人预后较差，但目前没有有效的阻止二者相互作用的方法。而在这项新研究中，他们意外发现金纳米颗粒可以通过改变两种细胞外泌体中的蛋白质组分来阻止两种细胞间的交流，降低胰腺星状细胞的活化，从而抑制细胞外基质沉积、血管生成等，最终抑制肿瘤生长（嗯，这就是神奇的金纳米颗粒！）。
2、金属富勒醇劫杀肿瘤干细胞
2015年，来自国家纳米中心的赵宇亮、陈春英课题组及中国科学技术大学朱涛课题组联合在Nature Communications上发文揭示了金属富勒醇纳米复合物Gd@C82(OH)22特异性抑制乳腺癌干细胞（CSCs）生长的机制。他们在研究中发现Gd@C82(OH)22对正常乳腺上皮细胞无毒无害，但是却可以通过抑制上皮间质转化导致CSCs被清除，同时在缺氧状态下Gd@C82(OH)22还可以通过抑制HIF-1α和TGF-β的活性进一步促进清除CSCs，这些效应协同抑制了肿瘤生长及转移（肿瘤君表示很无奈：同样是细胞，为毛你就偏偏喜欢我呢？）。
Gd@C82(OH)22抑制CSCs的示意图。图片来源：Nat. Commun.
3、氨基酸树状大分子通过超分子相互作用杀伤癌细胞
2015年，来自四川大学的顾忠伟、徐翔辉课题组在Angew. Chem. Int. Ed.上发表了他们关于生物启发治疗性树状大分子抗癌的研究成果。他们合成了一种基于氨基酸的表面富含色氨酸的树状大分子（TRPDs），由于色氨酸可以与DNA相互作用，且富含色氨酸的多肽由于可以与DNA相互作用已经被用于抗菌。因此他们研究了TRPDs对癌细胞的杀伤作用，结果发现TRPDs具有很强的DNA结合能力，通过形成TRPD/DNA聚集体使癌细胞被阻滞在G1期，体外实验表明TRPDs对多种癌细胞均有较强杀伤能力，瘤内注射TRPDs后会导致大量癌细胞发生凋亡，显著抑制肿瘤生长（肿瘤君：明明你是肽，为何要为难我?）。
TRPDs结构及肿瘤杀伤机理示意图。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.
另外，最近Nature Nanotechnology还连续发表了两篇关于氧化铁纳米颗粒、超小硅纳米颗粒抑制肿瘤生长的文章，X-MOL已有详细报道（点击阅读详细）。
作恶多端的肿瘤君怎么也不会想到，纯粹的纳米颗粒也会对它有杀伤作用，谁让它无恶不作呢！不过，并不是所有这些纳米颗粒都具有肿瘤特异性的细胞毒性，因此这些纳米颗粒的体内应用前景还很难讲，但是这些研究却为肿瘤治疗或者是肿瘤纳米药物开启了一个新方向：探索纳米颗粒的固有性质，以开发其潜在的生物医学应用价值。这是否会带来纳米药物的下一个春天呢？让我们拭目以待！
参考文献：
[1] Inhibition of tumor growth and metastasis by a self-therapeutic nanoparticle
PNAS, 2013, 110, 6700-6705.
[2] Gold Nanoparticle Reprograms Pancreatic Tumor Microenvironment and Inhibits Tumor Growth
ACS Nano, 2016, DOI: 10.1021/acsnano.6b02231
[3] Gd-metallofullerenol nanomaterial as non-toxic breast cancer stem cell-specific inhibitor
Nat. Commun., 2015, 6, 5988
[4] Bioinspired therapeutic dendrimers as efficient peptide drugs based on supramolecular interactions for tumor inhibition
Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 4289-4294
[5] Iron oxide nanoparticles inhibit tumour growth by inducing pro-inflammatory macrophage polarization in tumour tissues
Nature Nanotech., 2016, 11, 986-994
[6] Ultrasmall nanoparticles induce ferroptosis in nutrient-deprived cancer cells and suppress tumour growth
Nature Nanotech., 2016, 11, 977-985
（本文由瀚海供稿）