武漢大學師生給細菌打造“光控開關”
原標題:武大師生給細菌打造“光控開關” 殺死腫瘤原料居然來自尿素
長江日報訊(記者李佳 通訊員吳江龍 何劍超)武大化學與分子科學學院張先正教授研究團隊,全球首次利用光催化材料改造腫瘤靶向細菌,用細菌光代謝療法,治療結腸癌和乳腺癌,在實驗小鼠身上被驗證可達80%的抑瘤率。相關研究成果發表在國際權威期刊《自然·通訊》上。論文題為“光控細菌代謝用於腫瘤治療”,通訊作者為張先正,共同第一作者為2016級碩士研究生鄭迪威和陳瑩。
科研團隊介紹,細菌本身釋放一氧化氮,一氧化氮濃度較高的環境可以引發腫瘤細胞凋亡,都已被學界證明。細菌能不能殺腫瘤?“共生細菌能夠在富集到腫瘤部位的同時,抑制腫瘤生長”,張先正介紹,這一過程完全可實現人為可控。
張先正研究團隊給細菌打造了一個“光控開關”——“我們在實驗室合成了一種納米材料,它有多小呢?比頭髮絲的直徑小100倍。在以前,科學家用這種材料做太陽能電池,因為他們發現該材料受光照後能産生電流。而我們通過化學手段,把這種能發光的材料載在安全系數高的某種大腸桿菌上,相當於給細菌裝了個電源,送進小鼠體內,而光照就是開關”,鄭迪威如此介紹。
按照國際相關醫療組織推薦的光照劑量,團隊用紅外光直接照射實驗小鼠的腫瘤部位,“開關”打開,加速細菌一氧化氮合成與釋放。由於材料上還搭載了可顯影的熒光探針,細菌是否到達敵區、勇猛殺敵,都好似“透視”般。兩周後,該辦法被證明能抑制80%的腫瘤生長。
這個神奇的材料到底是什麼?“‘始祖’是尿素”,鄭迪威説,通過在500℃的高溫條件下燒尿素,形成納米材料,“它不是首次被製造,此前科學家多用它來做能源材料。而我們也是看中它不會産生重金屬元素,能接近100%的從尿液或糞便裏代謝出來”。這種材料用於人體是否安全?團隊介紹,還有待進一步驗證,但此種方法極大豐富了現有腫瘤療法的內涵。