进入21世纪，恶性肿瘤依然严重威胁着人类的健康。鉴于传统的肿瘤治疗方法有着种种不尽如人意的地方，科学家们努力探寻各种新的肿瘤治疗方法。近20年来，研究人员发现纳米材料在肿瘤诊断和治疗方面有着巨大的潜力。
大量的科学研究表明：纳米材料的尺寸能够调控纳米颗粒的物理、化学、生物性能。但是到目前为止，科学家们只能在“纳米尺度”对纳米材料的性能进行非精准调控，而无法在“原子尺度”对纳米材料的性能进行精准调控。正因为如此，即使对“纳米尺寸”一致的纳米颗粒，不同实验室常会给出结果迥异的理化和生物性能报道。简而言之，人们无法实现尺寸精准调控的纳米材料，因而无法满足“质量-性能”原则，难以应用于临床肿瘤治疗。
针对这一严重阻碍纳米材料医学发展的瓶颈问题，北京工业大学和中国科学院的高学云教授带领科研团队通过6年多的探索，实现了在“原子尺度”上精准调控纳米颗粒的生物性能，揭示了不同原子尺度的纳米颗粒开启/关闭抗肿瘤功能的细胞分子机制。
作者利用鼻咽癌恶性肿瘤的表皮生长因子受体肽，通过化学方法合成了两种尺寸的金纳米团簇：Au5和Au22。细胞研究发现，Au5和Au22均能进入表皮生长因子受体过表达的人鼻咽癌细胞，然而只有Au5可以显著诱导鼻咽癌细胞凋亡。这是因为Au22主要定位在细胞的溶酶体中；而Au5除了定位在溶酶体中，还有一部分富集在线粒体中。Au5可以诱导线粒体抗凋亡蛋白Mcl-1表达水平下降和线粒体促凋亡蛋白Puma表达水平升高，进而激活Caspase依赖的肿瘤细胞凋亡通路。进一步的动物实验表明：在鼻咽癌模型中，Au5可以诱导Mcl-1表达水平下降和Puma表达水平升高，引发肿瘤凋亡，进而显著抑制小鼠肿瘤的生长。
在国际上，该研究团队首次实现了原子尺度上精准调控纳米颗粒的生物性能，实现了纳米颗粒对肿瘤凋亡通路的开启/关闭。这一发现有望为纳米医学提供生物学性质严格可控的纳米材料，推动纳米医学进入“质量-性能”可控的应用阶段，为广大癌症患者提供新颖的纳米治疗方案。
该论文作者为：Jiao Zhai, Yanwei Jia, Lina Zhao, Qing Yuan, Fuping Gao, Xiangchun Zhang, Pengju Cai, Liang Gao, Juanjuan Guo, Shuhong Yi, Zhifang Chai, Yuliang Zhao and Xueyun Gao
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：
Turning On/Off the Anti-Tumor Effect of the Au Cluster via Atomically Controlling Its Molecular Size
ACS Nano, 2018, 12, 4378, DOI: 10.1021/acsnano.8b00027
导师介绍
高学云
http://www.x-mol.com/university/faculty/49666
课题组网站
https://www.researchgate.net/profile/Xueyun_Gao
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