通過協調驅動的自組裝和宿主 - 客體相互作用，將疏水性抗癌藥物薑黃素溶解於水中。
在印度和東南亞其他國家，薑黃素經常被用作烹飪中的香料，特別是雞肉或魚肉。它以其治療效果而聞名，並且作為殺死原始牙齦中存在的細菌的方法。最近，科學家們還發現薑黃素是一種從薑黃長葉植物中分離出來的天然物質，是殺死癌細胞的有效藥劑。
“然而，到目前為止，薑黃素是我們所說的藥物科學中的'假導致' - 它具有治療作用，但由於它在水中溶解性差，因此無法充分發揮作用，”副教授Dipanjan Pan說。伊利諾伊大學厄本那 - 香檳分校的生物工程學院，負責醫學材料實驗室。
“當你嘗試輸送一種藥物時，它需要在水中溶解，否則它不會流過血液，”與潘一起工作的博士後研究員Santosh Misra補充說。
然而，最近Pan的實驗室與美國化學學會期刊主編Peter Stang 和猶他大學化學傑出教授合作，研究如何使薑黃素溶解，將其傳遞給受感染的腫瘤，並殺死癌細胞。該團隊使用鉑金創造了一個複雜的金屬環狀複合物，不僅能夠提供薑黃素的溶解性，而且與單獨使用薑黃素和鉑類藥物相比，其協同作用在治療各種癌症類型（如黑色素瘤和乳腺癌細胞）方面的效果要高100倍。他們將結果發表在美利堅合眾國國家科學院院刊上
“這是利用主客體化學的巧妙化學和納米沉澱的結合，”潘解釋道。“如果存在合適的口袋，我們知道藥物會與某種'宿主分子'結合。我們在這裡已經證明了南瓜形大環分子葫蘆脲憑藉其甘脲單體鍵，吸引了薑黃素，一旦它被送到細胞內就會結束並脫落。這是證明治療有效性和解決長期存在的薑黃素不溶性問題的關鍵。
“為了使它可供系統使用，有必要將薑黃素放在一個較大的複合物中，它可以溶於水，”米斯拉說。“這種複合物具有非常獨特的能力，可以採用不同形式的材料 - 從球形納米顆粒到更長的納米尺寸細長線。在這兩種情況下，薑黃素都存在於體系中，這對其藥用價值至關重要。 “
“我們知道鉑是臨床上常用的癌症治療劑，”潘在解釋發現之路時說道。“除薑黃素外，我們也希望利用這種特性。我們的研究結果表明，薑黃素與鉑完全同步，發揮協同作用，顯示出顯著的抗癌特性。”
該團隊詳細介紹了一種分層方法，通過協調驅動的自組裝和宿主 - 客體相互作用，將疏水性抗癌藥物薑黃素溶解於水中。
在體內研究中，薑黃素已顯示可阻止STAT3的磷酸化，STAT3是一種眾所周知的信號通路，可觸發癌細胞的生長並使其存活。鉑 - 薑黃素組合通過使其DNA片段化來殺死細胞。
雖然研究人員只測試了提供薑黃素的方法，但它對癌症治療的貢獻最終也來自該方法與其他藥物一起使用的可能性。
“在癌症治療中，限制一些藥物的措施之一就是溶解性差，”潘說。“當藥物溶於水時，活力才會變得突出。因此，無論藥物如何給藥，靜脈內或口服，它最終都需要被體內的器官吸收。”
潘的團隊也希望證明這種方法能有效殺死癌症幹細胞，實際上是癌症的根系。
“癌症幹細胞越來越明顯地導致所有這些癌症再次發生，”潘說。“即使您正在殺死腫瘤中的所有細胞，也會有一小部分具有'乾性'特性的細胞可以使癌細胞生長回來並擴散到身體的其他部位。這就是為什麼即使患者也是如此已被宣佈無癌症，醫生繼續監測，看看細胞是否會再生。但是，如果我們能夠對癌症幹細胞進行治療，我們可以防止這種情況發生。作為我們實驗室正在進行的研究，尋找阻止細胞生長的藥劑。癌症幹細胞，我們將研究使用這些進行靶向治療“
期刊參考：
- Sougata Datta，Santosh K. Misra，Manik Lal Saha，Nabajit Lahiri，Janis Louie，Dipanjan Pan，Peter J. Stang。有機鉑（II）金屬循環和葫蘆[8] uril的正交自組裝，將薑黃素遞送至癌細胞。美國國家科學院院刊，2018年; 201803800 DOI：10.1073 / pnas.1803800115
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