纳米科技如今已成为21世纪的关键技术之一，其能够应用于医学、药学、生物、化学和信息技术等多个领域的研究，而纳米技术对医学、生物工程和药学的渗透与影响是显而易见的。纳米机器人就是纳米技术应用于医学领域中最典型的例子；当然纳米技术在药学中的重要应用—药物纳米控释系统作为新的药物载运系统如今也被广泛研究并使用了，特别是在靶向和定位给药、基因治疗等领域，纳米粒子具有不可替代的优越性。
日前，一项刊登于国际杂志Nano Letters上的研究报告中，来自瑞士纳米科学研究院等机构的研究人员利用一种基于纳米技术的新方法，就可以快速轻松地检测组织样本中遗传组成的改变。除了在癌症领域有特殊的表现外，纳米科技还能推动多个研究的研究进展，本文中小编就对此进行了盘点，与各位分享。
【1】精准抗癌要这样：给金纳米颗粒打上放射性标签可实现“一箭双雕”
原始出处：Gold nanoparticles help deliver lethal one-two punch to cancer
给金纳米颗粒打上小剂量的放射性标签能够在金纳米颗粒携带着药物到达癌细胞的“控制中心”时帮助研究人员追踪这种珍贵的金属。研究人员在2016年国家癌症研究所癌症年会上报告了这一进展。
来自CRUK/MRC牛津放射肿瘤研究所的研究人员一直在寻找能将一种特殊药物直接送达癌细胞内的更好方法方面进行努力，这种特殊药物可以靶向抑制端粒酶的活性。端粒酶可以染色体的端粒上形成一个具有保护作用的帽子结构。
对于身体的大多数细胞来说，端粒像是一个内建的计时器来确保细胞的存活时间不会超过预定期限。随着细胞的分裂过程，端粒会逐渐变短，一旦到达一个关键长度，细胞就不会再进行分裂而会走向死亡。癌细胞能够通过重新激活端粒酶绕过这种安全检查机制，导致癌细胞可以继续生长并且失去控制。
【2】Nat Commun：纳米医学方法可提高抗HIV药物治疗效果
DOI： 10.1038/NCOMMS13184
来自英国利物浦大学的研究人员进行了一项新研究，他们希望通过纳米技术改善对HIV病人的药物治疗。相关研究结果发表在国际学术期刊Nature Communication上。
纳米医学是应用纳米技术进行疾病预防和治疗的新领域。这个逐步发展的学科有望为医学科学研究带来巨大改变，目前已经有许多临床治疗和诊断方法受到纳米医学技术的影响。
现在对艾滋病的治疗需要HIV携带者每天口服抗HIV药物，而由于慢性口服药物用药量很大导致出现一些复杂问题，许多病人因各种原因无法遵守抗HIV口服药物治疗。
【3】ACS子刊：利用碳纳米管支架培养人胚胎干细胞
doi：10.1021/am405097w
在一项新的研究中，来自英国萨里大学和美国加州大学欧文分校的研究人员发现一种不依赖于人细胞或动物细胞的人胚胎干细胞培养新方法。相关研究结果近期发表在ACS applied Materials & Interfaces期刊上，论文标题为“Growth and Proliferation of Human Embryonic Stem Cells on Fully Synthetic Scaffolds Based on Carbon Nanotubes”。
传统上，这些干细胞是在来自动物的蛋白辅助下进行培养的，这就使得它们不能用于人体治疗。在其他人细胞上培养这些干细胞也会产生被可能传播疾病到患者身上的致病体污染的风险。
在这项研究中，来自萨里大学物理系的论文通信作者Alan Dalton博士及其研究团队与来自加州大学欧文分校的论文共同作者Peter Donovan博士一道开发出一种碳纳米管支架(scaffold)，在这种支架上能够将人胚胎干细胞培养成多种组织。这些碳纳米管模拟人体天然的支持细胞(support cell)表面，并作为干细胞生长的支架发挥作用。之前依赖于外源活细胞培养的干细胞如今能够在实验室中安全地培养，从而为开发出替换受损或患病的组织的新疗法奠定基础。
【4】Nat Commun：新型纳米颗粒可促进癌症药物治疗的效果
doi：10.1038/nnano.2016.160
研究者们第一次发现类似于鱼竿或蠕虫的纳米颗粒相比梭型的纳米颗粒能够更加有效地穿透细胞或者类似于细胞核的特殊屏障。
这对于药物的运输系统来说是十分重大的突破。在癌症的药物治疗领域，研究者们不得不面对的一个问题就是如何将药物精确地运送到靶点部位。
该团队使用了一种新型的荧光显微技术，这一技术使得他们能够实时追踪不同形状的纳米颗粒在单个癌症细胞中的运动。
之后，他们能够精确地定位药物释放的位点，以及如何在细胞中扩散。
【5】Nat Commun：基于纳米颗粒的组合免疫疗法对致命性癌症发起三重打击
doi：10.1038/ncomms12499
在过去几年，调动人体免疫系统抵抗疾病的癌症疗法已让人们产生大量兴趣。一种被称作检查点阻断的免疫疗法特别是有希望的。不过，尽管检查点阻断已取得一些显著的成功，但是这种疗法对一些最为致命的肿瘤几乎没有什么效果。
如今，在一项新的研究中，来自美国芝加哥大学的研究人员开发出一种独创性的方法来促进检查点阻断发挥出更为强大的作用。这种疗法为有效地治疗结肠癌和肺癌等难治的转移性癌症提供希望。相关研究结果于2016年8月17日在线发表在Nature Communications期刊上，论文标题为“Core-shell nanoscale coordination polymers combine chemotherapy and photodynamic therapy to potentiate checkpoint blockade cancer immunotherapy”。
论文通信作者、芝加哥大学化学教授Wenbin Lin说，“在癌症领域开展研究的每个人正在试图找出增强检查点阻断免疫疗法疗效的方法。在这项研究中，我们能够做到这一点。”
这种方法需要包含光敏感性试剂的免疫激活性纳米颗粒和标准化疗药物之间发生复杂的相互作用：这两者一起发挥作用来增强检查点阻断的疗效。
【6】纳米机器人可像蝙蝠一样搜寻脑肿瘤
研究人类大脑最深处区域绝非易事，而在大脑中爬行的微型机器人或许能帮上忙。
这是一个诱人的想法，但问题在于如何指挥此类纳米机器人在大脑中穿梭。一种方法是通过编程让它们像捕猎食物的蝙蝠一样搜寻。全世界的工程师正致力于研发各种设计的纳米机器人，尤其是能在人体内释放药物的机器人。来自希腊国立雅典理工大学的Panagiotis Katrakazas则对利用它们探测发生在大脑深处并且很难在大脑扫描中发现的脑损伤更感兴趣。
“我的想法是将纳米机器人注射进体内，从而查明损伤的具体位置。随后，伤口会通过药物或外科手术接受针对性的治疗。”Katrakazas介绍说，他的团队正在研发可沿着神经元爬行的纳米机器人。它们会“捏”一下神经元，看其是否健康——健康神经元会用电信号作出应对，受到损伤的神经元则不会。
【7】Nanoscale：新型纳米疫苗可增强癌症免疫疗法的效应 降低副作用
doi：10.1039/C5NR08821F
最近，一项刊登于国际杂志Nanoscale上的研究报告中，来自美国国家生物医学成像和生物工程研究所的研究人员通过研究开发出了一种新型纳米疫苗，其可以帮助开发出治疗癌症免疫疗法的新方法而且降低疗法的副作用；这种纳米疫苗可以有效运输特殊的DNA序列至免疫细胞中，这种来源于细菌DNA中的序列可以被用来诱发机体的免疫反应，同时该疫苗还可以保护机体中的DNA免于被破坏。
肿瘤可以通过抑制免疫系统识别并杀灭癌细胞的能力来逃脱免疫系统的攻击，而免疫疗法的目的就是调节机体的免疫系统以便其可以更加有效地对肿瘤发起攻击。免疫疗法的其中一种方法就是将未甲基化的胞嘧啶-鸟嘌呤寡聚脱氧核苷酸（CpG）的外源序列引入到机体中，CpGs是一种存在于细菌中但在哺乳动物机体中非常罕见的不同于DNA序列的模式，当其被注射到人类机体中时，CpGs可以扮演一种危险的信号来诱发免疫反应；近日多项临床试验都将CpGs直接注射到肿瘤中来作为一种方法，去激活附近的免疫细胞使得免疫细胞可以攻击肿瘤组织。
【8】生姜纳米颗粒有望用于治疗炎性肠病
炎性肠病（IBD）是指一组肠道发生炎性病变的疾病。IBD的病因未知，但科学家认为这可能是一种自身免疫性疾病，人体免疫系统错误地对其自身进行攻击。炎性肠病有两种主要类型即Crohn氏病和溃疡性结肠炎。
炎性肠病患者经常出现腹泻和疼痛——也可能是非常严重的症状——通过直肠失血。还可能更容易出现诸如贫血之类的并发症，因为炎性肠病患者的肠道不能有效吸收营养。
科学家一直致力于研究将纳米技术作为一种给药方法，包括作用于消化系统的药物。
纳米技术的优点在于，可以定向输送低剂量药物，从而避免了可能作用于身体其他部位的不必要的副作用。
【9】治癌能手硅纳米颗粒：溶解不留痕，没有副作用
作为美国环境分子科学实验室的新宠儿，硅纳米颗粒曾被研发为可生长的电池。只需要在传统电池的碳壳内填入可储存电能的单硅纳米粒子，当电池进行充电，单硅纳米粒子会自动膨胀，可存储电量是普通电池的10倍。
而以往，将癌症和纳米扯上关系的，通常是金纳米颗粒，不过，日前国立莫斯科罗蒙诺索夫大学和光子技术及德国莱布尼茨研究公示了他们的最新发现，证明了硅纳米颗粒同样可以用于诊断和治疗癌症。
研究人员表示，此次实验第一次证明了硅纳米颗粒已经渗透到了病变细胞，将承载的治疗药物输送完毕后能够完全溶解。
【10】CSBB：新型纳米颗粒或有效治疗机体肠道炎症
doi：10.1016/j.colsurfb.2016.03.035
最近，刊登于国际杂志Colloids and Surfaces B：Biointerfaces上的一项研究论文中，来自乔治亚州立大学和中国西南大学的研究人员通过联合研究开发了一种新型纳米颗粒可以有效阻断在炎性过程中扮演关键角色的细胞表面分子，这种新型纳米颗粒或可作为炎性肠病(IBD)的一种安全性疗法。
这种纳米颗粒可以减少CD98的表达，CD98分子是一种促进炎症发生的糖蛋白，研究者Didier Merlin教授说道，我们的研究结果表明，纳米颗粒或可潜在作为一种有效的治疗炎症的疗法，我们之所以靶向作用CD98分子是因为此前研究中我们发现CD98分子在参与IBD的活性免疫细胞中处于高度表达的状态。
在美国有230万人受IBD疾病的困扰，IBD包括溃疡性结肠炎和克罗恩病，症状主要表现为慢性或复发性的机体免疫系统异常反应以及胃肠道的炎症等；IBD随着时间变化症状会不断加剧，而且会引发急性的胃肠道症状，比如持续性腹泻、抽筋腹痛、直肠出血等，当药物不能够对这些症状进行控制时就需要进行手术了，同时患者患结肠癌的风险还会增加。
【11】神奇研究用“磁铁”指引纳米颗粒 对抗动脉硬化！
doi：10.1021/acsnano.5b04996
在工业化程度较高的一些国家，患动脉硬化的人特别多，动脉硬化会带来致命后果：动脉血管中出现的斑块沉积会导致中风和心脏病的发生。来自德国波恩大学的研究人员开发了一种新方法利用纳米颗粒引导新细胞靶向血管病变部位，从而对抗动脉硬化。科学家们证明在小鼠体内这些新细胞确实能够在病变部位发挥治疗效果，但在应用于人类疾病治疗之前仍然需要更多研究进行验证。
相关研究结果发表在国际学术期刊ACS NANO上。
在动脉硬化发生过程中，动脉血管内部会逐渐形成病理性沉积导致血管狭窄，而中风和心脏病就是血管狭窄导致血供不足造成的常见结果。沿血管分布的内皮细胞发生损伤通常是动脉硬化发生的一个重要内在因素，研究人员表示，内皮细胞能够产生一氧化氮，调节血管扩张以及血压，因此内皮细胞在动脉血管中发挥重要作用。他们开发的这项新技术就是通过基因改造的内皮细胞替换损伤的内皮细胞达到治疗目的。
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责任编辑：邹林梅
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