十多年来，生物医学研究人员一直在寻找更好的方法，将抗癌药物直接输送到体内的肿瘤中。被称为纳米颗粒的微小胶囊现在被用于将化疗药物通过血液输送到癌性肿瘤的门口。但科学家们仍在努力找出粒子穿过肿瘤“天鹅绒绳”进入肿瘤的最佳方法。德雷塞尔大学(Drexel University)的研究人员认为，接近有害细胞团的诀窍是给纳米粒子一个新的外观——这种引人注目的着装将能够让它们通过肿瘤的生物屏障。

　　当药物尽可能靠近肿瘤内部释放时，靶向癌症治疗是最有效的，以增加其穿透和杀死癌细胞的几率。癌症研究人员多年来面临的挑战是制造一种足够坚固的运载工具，可以安全地将药物通过血液输送到肿瘤中——这不是一个平稳的过程——但也足够柔软，可以挤过肿瘤密集的细胞外空间——一种充满糖的基质，称为透明质酸。

　　在最近发表在《纳米快报》杂志上的一项研究中，第一作者郝成博士是德雷克塞尔大学工程学院的助理教授，隶属于生物医学工程、科学和卫生系统学院;报道称，通过肿瘤前门的方式与微小颗粒如何适应旅程有关。

　　Cheng说:“我们在这里报告的是一种克服困扰药物输送的生物障碍的策略，比如宿主免疫系统在血液中的非载体清除，以及肿瘤细胞细胞外基质中的无效扩散。”“这是一种独特的策略，它包括用已知的酶来装饰纳米载体，这些酶可以分解透明质酸，透明质酸是细胞外空间的主要屏障，并额外添加一层聚乙二醇来部分覆盖酶。”

　　在题为“透明质酸酶嵌入纳米载体PEG外壳增强肿瘤穿透和高效抗肿瘤功效”的论文中，该小组报告说，他们的方法在将纳米颗粒送入实体肿瘤方面比目前使用的最佳策略有效四倍。当癌症药物装载在微小颗粒中时，它已被证明可以抑制一种侵袭性乳腺癌的生长。

　　该团队还包括研究人员威尔伯·鲍恩，医学博士，德雷塞尔医学院副教授;德雷塞尔大学生物医学工程、科学与卫生系统学院的本科生Dimitrios Arhontoulis;论文的第一作者周浩和范志远(博士生)、邓俊杰(博士后)和研究生佩林·莱姆斯(Pelin Lemons)都是工程学院材料科学与工程系的学生，他们从癌症研究领域常见的纳米粒子开始，并进行了一些关键的修改，创造出了这种纳米粒子套装。

　　“在纳米颗粒的一般设计中，生物活性分子——不限于酶——附着在颗粒的最外层，”Cheng说。“这些酶可以降解细胞外基质，增强纳米颗粒穿透实体肿瘤的能力。”

　　但在体内，这些多余的货物会引起问题。一个问题是，将酶附着在纳米颗粒上可能会导致它们在输送药物之前到达肿瘤，并被血液清除。还有一种可能是，在血液中的流动会使酶失去活性。

　　为了解决这些问题并保持纳米颗粒的正常运行，研究小组决定增加一层额外的材料，不仅可以保护宝贵的有效载荷，还可以使酶发挥最大的作用。

　　Cheng说:“我们设计的新颖之处在于，我们将透明质酸酶部分嵌入到第二层聚乙二醇中，形成纳米颗粒的外壳。”“这种设计大大降低了酶减缓颗粒循环的作用，并允许酶在颗粒扩散到肿瘤后保持其功能。”

　　将酶嵌入聚乙二醇(PEG)层中，确保纳米颗粒的外观欺骗免疫系统，使其在到达肿瘤的过程中不受影响，同时仍允许颗粒在穿透肿瘤时处理遇到的任何透明质酸。其他研究人员已经测试了一种理论，先将酶暴露在肿瘤中，然后再暴露在纳米颗粒中，但这种方法远不如Cheng的方法有效，因为德雷克塞尔大学开发的纳米颗粒在扩散到肿瘤中的过程中保留了酶，从而最大限度地减少了不必要的透明质酸降解。

　　“透明质酸的降解消除了纳米粒子扩散的屏障，使它们能够接近更多的癌细胞，”Cheng说。“扩散的增强也增加了纳米颗粒在肿瘤中的积累，进入肿瘤的纳米颗粒越多，它们缩小肿瘤尺寸的效果就越有效。”

　　作为研究的一部分，研究小组将他们的纳米颗粒与没有第二层聚乙二醇和没有ecm降解酶的竞争对手进行了测试。他们的纳米颗粒在穿透肿瘤和在癌细胞中积累方面表现得更好，这并不奇怪。

　　Bowne说:“这种令人兴奋的新型纳米颗粒药物输送系统将改善抗癌药物的输送，增强抗癌活性，从而改善患者的治疗效果。”他预见这种策略在新辅助和辅助治疗一些难以治疗的癌症，如局部晚期乳腺癌、胰腺癌和产生黏液的胃肠道癌症方面具有巨大的潜力。