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　　羧基化納米金剛石抑制腫瘤細(xì)胞遷移過程示意圖

　　中科院理化所光電功能界面材料實驗室自2010年以來開始研究基于納米金剛石的癌癥治療體系，發(fā)現(xiàn)在酸性細(xì)胞環(huán)境內(nèi)，納米金剛石-順鉑體系可實現(xiàn)順鉑藥物的緩釋效果，能顯著抑制HeLa細(xì)胞的增殖（Small 2010, 6, 1514-1519）。在后續(xù)的研究中還發(fā)現(xiàn)了高壓高溫法制備的納米金剛石對HepG2細(xì)胞的遷移抑制效果（Phys. Status Solidi A 2016, 213, 2131-2137）。特定濃度的羧基化納米金剛石可以顯著抑制癌細(xì)胞中波形蛋白的表達(dá)，從而抑制HeLa和C6細(xì)胞的遷移（Diam. Relat. Mat. 2020, 105, 107809）。近期，該課題組合成了納米金剛石-二氧化鈦復(fù)合材料，可在可見光下對癌細(xì)胞進(jìn)行選擇性殺傷，并抑制癌細(xì)胞的遷移。該工作為開發(fā)低毒性、多功能的光敏劑提供了新的思路，在細(xì)胞診療與遷移方面具有潛在應(yīng)用價值（Carbon 2021, 174, 90-97）。 

　　此外，該課題組還對納米金剛石對腫瘤細(xì)胞遷移的抑制機(jī)制及其在體內(nèi)的作用進(jìn)行了進(jìn)一步的深入探討。結(jié)果表明，羧基化納米金剛石可以提高腫瘤細(xì)胞與基底的粘附能力，從而導(dǎo)致細(xì)胞運動受限。在分子機(jī)理上主要表現(xiàn)在，羧基化納米金剛石能夠下調(diào)N-鈣粘蛋白和波形蛋白的表達(dá)，上調(diào)E-鈣粘蛋白的表達(dá)，通過TGF-β信號通路逆轉(zhuǎn)EMT過程。通過Phalloidin染色實驗證實了羧基化納米金剛石會損害F-肌動蛋白細(xì)胞骨架的組裝，減少應(yīng)力纖維和板狀偽足的形成，進(jìn)而抑制腫瘤細(xì)胞的遷移。最后利用小鼠肺轉(zhuǎn)移模型驗證了羧基化納米金剛石在體內(nèi)對腫瘤轉(zhuǎn)移的抑制作用。未來羧基化納米金剛石有望不僅作為簡單的載體和探針，而且在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域作為腫瘤細(xì)胞遷移的新型抑制劑，在調(diào)控細(xì)胞行為方面發(fā)揮積極作用。 

　　相關(guān)文章以“Nanodiamonds Inhibit Cancer Cell Migration by Strengthening Cell Adhesion: Implications for Cancer Treatment”為題在線發(fā)表于ACS Applied Materials & Interfaces雜志（2021，13，9620-9629）。理化所只金芳研究員和李雷副研究員為論文的通訊作者，理化所博士研究生郭清越為論文第一作者，日本慶應(yīng)大學(xué)Yasuaki Einaga教授對該工作的實驗設(shè)計和機(jī)理分析提供了指導(dǎo)。

　　上述相關(guān)研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院國際合作研究基金（GJHZ1818）和東南大學(xué)國家重點實驗室開放研究基金的資助。 

參考資料

[1] 納米金剛石可抑制腫瘤轉(zhuǎn)移——理化所在新型碳基納米材料的生物應(yīng)用中取得新進(jìn)展http://www.ipc.cas.cn/xwzx/kyjz/202103/t20210317_5976751.html