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  乳腺癌是女性最常見的浸潤性癌癥，也是僅次于肺癌的女性癌癥死亡的第二大兇手。目前臨床上治療乳腺癌的策略主要是手術(shù)切除含有可檢測(cè)腫瘤的乳腺組織。然而，乳房切除術(shù)通常會(huì)導(dǎo)致永久性乳房缺陷，這會(huì)導(dǎo)致焦慮、失眠、抑郁等一系列心理綜合癥。因此在治療時(shí)原位形成足夠數(shù)量的成熟脂肪組織進(jìn)而實(shí)現(xiàn)乳房重建便極為關(guān)鍵。此外，外科手術(shù)通常很難完全切除患者體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞，常常需要全身和局部化療來清除殘留的腫瘤細(xì)胞。然而，腫瘤細(xì)胞的高耐藥性和抗癌藥物的嚴(yán)重副作用可能導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)和對(duì)健康組織/器官的損害，從而給患者帶來無盡的痛苦。因此研究者逐漸將焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到具有靈活的操作性、無侵襲性、低毒性、且能有效殺滅腫瘤細(xì)胞的光熱治療上，并構(gòu)筑了一些光熱組分負(fù)載的支架材料，以期實(shí)現(xiàn)腫瘤治療和組織再生功能。然而，傳統(tǒng)的光熱治療對(duì)正常細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞沒有選擇性，在殺滅腫瘤細(xì)胞的同時(shí)也會(huì)損傷周圍的正常細(xì)胞以及支架內(nèi)負(fù)載的干細(xì)胞，因此難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)腫瘤的殺滅及健康組織的再生。

  針對(duì)上述問題，西安交通大學(xué)化工學(xué)院陳鑫研究員課題組設(shè)計(jì)和開發(fā)了一種新的支架治療平臺(tái)，通過溫和有效的光熱效應(yīng)選擇性地殺死殘留的乳腺腫瘤細(xì)胞。該治療過程不僅不影響預(yù)植入的脂肪干細(xì)胞的活性，多孔支架的類細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)還能夠進(jìn)一步促進(jìn)其生長(zhǎng)及分化，進(jìn)而同時(shí)實(shí)現(xiàn)手術(shù)治療后殘余腫瘤細(xì)胞的殺滅及大面積乳房缺損的愈合。

復(fù)合支架治療乳腺癌示意圖

  陳鑫研究員課題組采用鹽模板法制備聚己內(nèi)酯（PCL）及丙烯酸-g-聚乳酸（PAA-g-PLLA）聚合物復(fù)合支架，并通過腫瘤微環(huán)境響應(yīng)性的飽和酰胺鍵連接藤黃酸（GA）負(fù)載的氧化石墨烯（GO）納米粒子。在復(fù)合支架植入到腫瘤切除區(qū)域后，圍微酸性環(huán)境誘導(dǎo)響應(yīng)性鍵斷裂，使GO/GA復(fù)合物得以釋放。由于氧化石墨烯具有良好的光熱特性，而藤黃酸對(duì)腫瘤細(xì)胞有顯著的耐熱壁壘降低作用，因此脫落的GO/GA復(fù)合物通過內(nèi)吞作用進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后，可以在808 nm激光下對(duì)腫瘤進(jìn)行溫和有效（45℃）的光熱治療。該支架的上述功能通過與上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院共同完成的細(xì)胞及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該支架可殺滅95%以上的人乳腺癌細(xì)胞 (MCF-7)并有效抑制腫瘤生長(zhǎng)，從而大大提高患腫瘤老鼠的生存率。同時(shí)，該腫瘤治療過程對(duì)干細(xì)胞活性無明顯影響。無論近紅外照射與否，GO-GA-聚合物支架均能通過上調(diào)脂肪相關(guān)基因的表達(dá)提高誘導(dǎo)ADSCs向脂肪細(xì)胞分化的能力，最終顯著促進(jìn)新的脂肪組織的形成。研究表明，該新型腫瘤微環(huán)境響應(yīng)性的GO-GA-聚合物支架具有良好的腫瘤殺傷效果，且對(duì)脂肪源性干細(xì)胞或周圍健康細(xì)胞的副作用可忽略不計(jì)，是一種很有前途的腫瘤治療與術(shù)后組織再生結(jié)合的治療平臺(tái)。

腫瘤治療與組織再生一體化治療效果

  以上相關(guān)成果發(fā)表以“Stimuli-Responsive Scaffold for Breast Cancer Treatment Combining Accurate Photothermal Therapy and Adipose Tissue Regeneration”為題發(fā)表在Advanced Functional Materials上（Adv. Funct. Mater. 2019, 1904401）。該研究主要白果醫(yī)師和袁萍耘博士共同完成，通訊作者為陳鑫研究員，西安交通大學(xué)化工學(xué)院為論文的唯一通訊單位。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、陜西省自然科學(xué)基金、深圳市基礎(chǔ)研究自由探索項(xiàng)目、西安交通大學(xué)“青年拔尖人才支持計(jì)劃”、陜西省百人計(jì)劃、陜西省留學(xué)人員擇優(yōu)資助計(jì)劃、軍事口腔醫(yī)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題等項(xiàng)目的大力支持。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201904401