新纳米技术在磁场下诱发癌细胞程序性死亡
韩国的研究人员开发出一种方法，通过施加磁场触发“死亡信号”，即可导致癌细胞的程序性死亡。相关研究报告发表在10月7日的《自然—材料》杂志上。
癌症治疗中涉及的一个重要问题就是如何区分癌细胞和健康细胞，有效地进行医治并保留健康细胞。在新研究中，研究小组尝试使用氧化铁纳米粒子附着在抗体上打入系统，抗体能够与肿瘤细胞的受体相结合。当引入磁场时，纳米粒子就会聚成一团，激发被称为“死亡信号”的自然反应，并引发程序性细胞死亡，实现对肿瘤的破坏。
这项研究基于细胞凋亡机制。这一过程会在生物体内不断发生，导致细胞发生变化并最终死亡。细胞凋亡也被认为是程序性的细胞死亡，因为它控制了多细胞生物体内的细胞生长方式。与细胞坏死不同，细胞凋亡不是一个被动的过程，而是主动的过程。它不是病理条件下，自体损伤的一种现象，而是为了维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序死亡。通常情况下，其会发生在探测到老化或缺损的细胞时。在发现此类细胞后，传送化学药物能使细胞自行裂开，导致细胞的大量死亡。
研究人员把添加了锌的氧化铁纳米粒子附着在结肠癌细胞上，其会自然地与抗体结合。随后抗体牢牢地黏着在依赖于DLD-1结肠癌细胞生存的“死亡受体4”（DR4）上。在施加磁场后，死亡受体会发出信号告知系统攻击癌细胞，此时再送出化学药品就能顺利地杀死肿瘤。
实验结果显示，借助这种方式能够杀死超过一半的肿瘤细胞，而不会伤害无辜的健康细胞，这其中包括活体鱼类体内的细胞死亡，以及实验室培育的肠癌细胞的死亡。不过，实验所用的斑马鱼在之后出现了尾巴生长异常。但研究人员指出，目前这一研究尚处于起步阶段，仍需要大量的科研实验来检验相关过程是否无害，再扩展至人体测试。
A magnetic switch for the control of cell death signalling in in vitro and in vivo systems
Mi Hyeon Cho, Eun Jung Lee, Mina Son,, Jae-Hyun Lee, Dongwon Yoo, Ji-wook Kim, Seung Woo Park, Jeon-Soo Shin, & Jinwoo Cheon
The regulation of cellular activities in a controlled manner is one of the most challenging issues in fields ranging from cell biology to biomedicine1, 2. Nanoparticles have the potential of becoming useful tools for controlling cell signalling pathways in a space and time selective fashion3, 4. Here, we have developed magnetic nanoparticles that turn on apoptosis cell signalling by using a magnetic field in a remote and non-invasive manner. The magnetic switch consists of zinc-doped iron oxide magnetic nanoparticles5 (Zn0.4Fe2.6O4), conjugated with a targeting antibody for death receptor 4 (DR4) of DLD-1 colon cancer cells. The magnetic switch, in its On mode when a magnetic field is applied to aggregate magnetic nanoparticle-bound DR4s, promotes apoptosis signalling pathways. We have also demonstrated that the magnetic switch is operable at the micrometre scale and that it can be applied in an in vivo system where apoptotic morphological changes of zebrafish are successfully induced.
文献链接：A magnetic switch for the control of cell death signalling in in vitro and in vivo systems
