癌症轉移是造成多數癌症患者死亡的主因;轉移的過程可以簡單的敘述為癌細胞透過類似腿的偽足,從原始的腫瘤部位,經由黏附作用(adhesion),轉移到其他組織器官上,引發肺癌、肝癌、腦癌等等。也因此,許多科學家不斷研究,阻止癌細胞移動遷徙的方法!

癌細胞的偽足長得像螃蟹 靠這麼多條腿在人體內橫行霸道~

人體內的細胞是靠細胞骨架,形成絲狀偽足(filopodia)的突起,延伸出細胞邊緣上的板狀偽足(lamellipodia),這些偽足可以讓細胞在組織裡面移動遷徙,就像細胞的腿而癌細胞中的絲狀偽足和板狀偽足,被過度增生,所以讓癌細胞看起來像一隻螃蟹或八爪章魚,靠這些偽足不斷地在組織和器官,拼命的轉移和擴散

科學家用奈米雷射棒打斷癌細胞的「腿」,防止癌細胞擴散!

《PNAS》期刊,報導喬治亞理工學院Mostafa El-Sayed教授領導的研究團隊,利用光熱治療結合奈米雷射棒破壞癌細胞的偽足,來打斷癌細胞的腿,避免癌細胞轉移

光熱療法在先前就已經被用來治療癌症,通常會把可以吸收紅外線的奈米材料送到腫瘤部位累積,然後再用
紅外線去照射腫瘤部位,由於奈米材料吸收了紅外線以後,會把光能轉為熱能,去加熱腫瘤部位的溫度,藉由超高溫度,殺死腫瘤細胞。而研究團隊,則是把這個這療方法,運用來破壞癌細胞的偽足。

研究團隊利用加裝RGD-peptides肽分子的奈米雷射棒來阻止偽足生成;它會和生成偽足的整聯蛋白(integrin)黏附,讓細胞骨架不會過量產生絲狀偽足和板狀偽足,防止癌細胞的轉移和擴散,而且有些特定的整連蛋白只有癌細胞才會產生,所以降低了對健康細胞的攻擊性。

當奈米雷射棒和癌細胞結合後,研究員就會用近紅外光(NIR)低能量照射奈米雷射棒,近紅外光不會被細胞吸收,但會被奈米雷射棒吸收,並且將光能轉化成熱能,破壞絲狀偽足和版狀偽足和殺死部分癌細胞

對於動物有高安全性 但無法有效治療深入腫瘤

研究團隊用老鼠進行實驗,發現這個方式相較於化療法對患者的副作用較低,用來治療的奈米雷射金屬棒對細胞相當安全,完全無毒,並不會損傷人體的正常細胞

研究團隊的El-Sayed博士說:「該方法似乎非常有效,作為局部給藥的治療方法,也可以保護身體免受癌症蔓延而遠離治療的腫瘤,而且也非常溫和,因此如果需要,可以多次施用。」

該研究顯示,治療後15個月的老鼠並沒有出現毒性反應。El-Sayed表示:「很多癌細胞在肝臟和脾臟消失了。 「這些器官的功能在檢查後看起來完好無損,一年後,治療的小鼠都很健康地活著。」

但目前此治療法受限於,近紅外線雷射只可以擊中深達2~3厘米的癌症,若腫瘤深度達4~5厘米時,無法達到治療的功效,可能要搭配更先進的光纖或內窺鏡雷射器。因此,研究團隊繼續改良奈米雷射金屬棒,提升深度腫瘤的療效,希望未來能夠為臨床醫師提供阻止各種癌症轉移的新武器。

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文/黃聖筑 圖/許嘉真