病童医院 (SickKids) 和多伦多大学 (U of T) 的科学家联手开发了一种潜在治疗肿瘤细胞的新方法，称为机械纳米外科手术，即使对于侵袭性、化学耐药性癌症也是如此。

胶质母细胞瘤 (GBM) 是最常见和最具侵袭性的原发性脑癌。尽管存在多种治疗选择，包括手术、放疗和化疗，但患者的中位生存时间仅为 15 个月左右。

目前针对 GBM 患者的全球标准护理治疗包括使用一种名为替莫唑胺 (TMZ) 的药物进行化疗，与仅接受放疗的患者相比，该药物可将人的预期寿命延长约两个月。然而，随着时间的推移，GBM 细胞会对 TMZ 产生耐药性，从而降低其疗效并增加肿瘤复发的可能性。

在Science Advances发表的一项研究中，SickKids发育与干细胞生物学项目的资深科学家Xi Huang博士和多伦多大学机械工程教授兼机器人研究所所长Yu Sun博士提出了一项在他们称为机械纳米手术的过程中使用精确磁控制治疗化学耐药性 GBM 的新方法。

“通过在癌细胞深处使用纳米技术，机械纳米手术是一种‘特洛伊木马’方法，可以让我们从内部摧毁肿瘤细胞，”黄说，他之前的研究表明脑肿瘤细胞对机械敏感，这有助于为这种方法提供信息. “通过结合我们在 SickKids 的生物化学专业知识和在多伦多大学的工程学专业知识，我们开发了一种潜在的治疗侵袭性脑癌的新方法。”

该研究中使用的小鼠模型与第一作者、皇后大学现任助理教授、 Huang 实验室前博士后研究员以及SickKids 研究培训中心的Lap -Chee Tsui 奖学金获得者共同开发，研究中使用的小鼠模型表明：机械纳米手术过程普遍缩小了 GBM 肿瘤的大小，包括在 TMZ 抗性 GBM 中。

机械纳米手术的工作原理

磁性碳纳米管 (mCNT) 是纳米材料的一种形式——由碳制成的微型圆柱形管，在这种情况下，填充有铁，当被外部磁场激活时会被磁化。在这项研究中，研究小组在 mCNT 上涂上了一种抗体，该抗体可识别与 GBM 肿瘤细胞相关的特定蛋白质。一旦注入肿瘤，mCNT 上的抗体就会促使它们寻找肿瘤细胞并被它们吸收。

“一旦纳米管进入肿瘤细胞内部，我们就会使用旋转磁场来机械调动纳米管以提供机械刺激，”Sun 说。“纳米管施加的力会破坏细胞结构并导致肿瘤细胞死亡。”

探索脑癌以外的应用

Huang 与 Sun 在多伦多大学机械工程系的合作正在继续以研究结果为基础。随着研究的继续，他们注意到机械纳米手术可能在其他癌症类型中有进一步的应用。

“理论上，通过改变抗体涂层并将纳米管重定向到所需的肿瘤部位，我们可能有一种方法可以精确地破坏其他癌症中的肿瘤细胞，”黄说。

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