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癌症纳米气疗研究很火爆!

  作为一种安全有效的改善技术,气体疗法在纳米医学中引起了广泛的关注。可控释放的纳米载体设计不仅能增加了气体的精准输送,而且能减少气体毒性的风险。这里的文章综述了近年来气体纳米和气体释放分子在癌症纳米医学中的最新进展。介绍了用于抗癌改善的气体,如氢气、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氧气、一氧化碳和重气体。气体纳米材料和具有独特生物和物理化学性质的气体释放分子的构建,使得气体分子的定向和可控释放成为可能。文章描述了各种气体的释放方法,以及气体纳米发生器和气体释放分子。
 

  这个文章第一作者来自中国药科大学的国家重点实验室,通信作者来自印度的索拉普尔大学。《氢思语》对该论文的主要背景思路进行介绍,并重点介绍氢气材料部分的内容。
 

  哺乳动物细胞生产很多种气体,作为启动或传递信号的功能分子,参与多种生物活动的调节作用。这些生理功能分子也具有改善癌症、心血管疾病、神经退行性疾病和炎症疾病的潜在作用。对于癌症改善,气体疗法比传统的化学药物有比较多优点。首先,气体分子的毒性更小(硫化氢的毒性不小)。其次,气体不容易产生耐药性,这在许多化疗药物都会面临的困境。三是气体一般不是直接给药的方式。大部分气体都能采用各种形式的供体给药,这使得气体增加更多安全性和有效运输的特点,因此气体药物被誉为绿色药物。
 

  这里说的气体分子特点,不一定符合氢气的特征。从应用角度看,氢气因为具有巨大安全性,采用间接给药有多此一举的嫌疑,材料给药能增加输送量和精准性,但不一定增加安全性。氢气本身具有显著绿色特征,不需要其他技术的加持。
 

  瓦伯格效应是许多实体肿瘤普遍存在的代谢特征,利用这个特征,可以作为肿瘤组织输送气体的重要模式。虽然这个代谢特征比较普遍,但并不是所有肿瘤细胞的一致特征,应寻找更具有特征性的代谢规律,开发更具有针对性的聪明分子。因为不同的气体载体的特征不一样,所以气体输送的模式也具有不同特点。
 

  这是氢气纳米材料的一种模式。

癌症纳米气疗研究很火爆!

  纳米材料中维生素C作为电子供体,金作用催化剂,叶绿素作为光敏剂,三种物质结合起来发挥类似光合作用的机制,产生氢气在局部组织发挥抗氧化抗炎症作用。
 

  氢气是最近10多年才证明具有重要医学效应的气体,由于这种气体结构简单,人们对其研究十分充分,发现医学效应后其应用手段和途径多种多样,受到医学生物学领域的广泛关注,今天氢气吸入已经作为改善工具进入临床应用阶段,说明这种医学气体应用可行性,对氧化应激和炎症的效应意味着这种气体广泛的应用前景。由于氢气体积小,能传统细胞膜进入细胞内各种结构。不过传统的饮用氢水和吸入氢气存在氢气溶解度小和生物利用度低的限制,比较难以迅速达到足够高的目标组织剂量。利用材料学技术目标仍然不够成熟,运输氢气的材料主要有两种形式,一是原位生成氢气反应器,二是纳米载体直接投送氢气。有学者已经开发出酸响应氨硼烷、介孔二氧化硅纳米粒子。Sung等制备了近红外纳米反应器,由包覆叶绿素多组分脂质体作为光敏剂,抗坏血酸作为电子供体,金纳米颗粒作为生成催化剂的氢气反应器模式(图)。
 

  中国学者利用纳米气泡运输氢气改善心肌缺血后氧化损伤,发现对炎症反应明显抑制。深圳大学何前军教授团队在氢气纳米运输载体研究方面有多项研究成果,这个文章对他们的介绍比较少,是该综述的一个缺陷。
 

  主要参考文献

  Zhang, H., Xie, M., Chen, H. et al. Gas-mediated cancer therapy. Environ Chem Lett (2020).
 

  以上内容摘自《孙学军 氢思语》,仅限于知识科普,不代表对本公司产品的宣传。

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