最近，中國科學院蘇州生物醫(yī)學工程技術研究所課題組開發(fā)出一種納米粒子——Janus型磁介孔二氧化硅納米粒子。利用該粒子擔載黃連素，成功地提高了腫瘤細胞內黃連素的含量，并通過外加磁場的作用，進一步增強了黃連素的抗腫瘤效果。

古羅馬神話中的兩面神Janus

Janus是古羅馬神話中具有前有兩張臉的神，即兩面神。在上世紀90年代初，這一術語被形象地用以定義具有不同特性的非中心對稱的顆粒。這種非對稱或非均勻顆粒并不僅僅是形貌的非對稱，也包括包括顆粒兩面在化學組成及性能方面的不對稱性。由于組成不同，顆粒兩面在力學、磁學、光學、電學、表面親疏性等方面表現也不同。

Janus型磁介孔二氧化硅納米粒子的形貌性質的表征a)透射電鏡b掃描電鏡c)磁滯回線 d)氮氣脫附吸附曲線。如圖所示，該納米粒子展現了均一的形貌，高的磁性能和極好的介孔性質。

Janus型磁介孔二氧化硅納米粒子具有理化性質穩(wěn)定，毒性低，生物相容性好，可修飾性強等優(yōu)勢。與傳統(tǒng)球型核殼結構的磁介孔二氧化硅納米粒子相比，Janus型磁介孔二氧化硅納米粒子由于結構的特殊性，磁頭和介孔棒功能上不會相互干擾，在表現出較高的飽和磁化強度的同時具備載藥容量大、細胞內吞能力強等特點。因此，非常適合作為化療藥物的載體。

Janus型磁介孔二氧化硅納米粒子在腫瘤細胞中細胞內吞作用的研究a) 共聚焦顯微鏡b）生物電鏡。由此可見，該納米粒子具有細胞內吞作用強的特點。

課題組通過實驗，探究了Janus型磁介孔二氧化硅作為黃連素藥物載體的應用價值。實驗結果表明，研究制備的納米粒子具有均一的形貌，高的磁性能和極好的介孔性質。在肝癌細胞和正常細胞中，空載的納米粒子均表現了較低的毒性和極好的細胞內吞效果。利用這種納米粒子擔載黃連素，其24小時載藥量高達20.7%，并呈現pH響應性釋藥的特征。相比于單純的黃連素，相同劑量的磁介孔載黃連素對肝癌細胞展現了更強的殺傷作用，而對于人正常細胞，磁介孔載黃連素的毒性更低。

Janus磁介孔二氧化硅納米粒子擔載黃連素對人肝癌細胞HepG2（a）和人正常肝細胞HL-7702（b）的殺傷作用。如圖所示，相比于單純黃連素，Janus型磁介孔二氧化硅納米載黃連素對腫瘤細胞殺傷效果更強。且外加磁場可以明顯地提高該載藥系統(tǒng)的抗腫瘤效果。而在正常細胞中，該納米載藥系毒性低于單純黃連素組。這表明該納米載藥系統(tǒng)對腫瘤細胞和正常細胞具有選擇性的殺傷作用。 

有趣的是，在外加磁場的作用下，該納米載藥系對人肝癌細胞的抑制作用被進一步增強，而對正常細胞的作用效果不明顯。研究人員通過共聚焦顯微鏡研究了這種現象的作用機制，發(fā)現了在人肝癌細胞中，磁介孔載黃連素組中細胞內黃連素明顯多于單純黃連素組，而外加磁場組中細胞內黃連素的量最多。而在人正常細胞中，該納米載藥系統(tǒng)的釋放黃連素的量明顯少于單純黃連素組。這種選擇性的釋放解釋了該納米載藥系統(tǒng)高效低毒的作用效果。

Janus型磁介孔二氧化硅載藥系統(tǒng)在人肝癌細胞HepG2（a）和人正常肝細胞HL-7702（b）中的釋放情況。如圖所示，在腫瘤細胞中，磁介孔載黃連素組中黃連素進入細胞的量多于單純黃連素組，而外加磁場組，細胞中黃連素的量最多。而在正常細胞中，磁介孔載藥組與磁介孔載藥加外加磁場組的黃連素均少于單純黃連素組。這說明該納米載藥系統(tǒng)高效低毒的治療效果是由磁場誘導細胞內吞和pH響應性釋放共同作用產生的結果。

綜上所述，該實驗證明了Janus型磁介孔二氧化硅納米粒子是黃連素的優(yōu)良載體，同時該研究也為利用天然中草藥開發(fā)有效安全的化療藥物提供了新的思路。相關工作已發(fā)表在Chemical biology & Drug design上。

參考來源：中科院蘇州醫(yī)工所

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