“造紙廢渣”成“癌細(xì)胞殺手”

經(jīng)過結(jié)構(gòu)改造，“造紙廢渣”木質(zhì)素就可誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡，變成“癌細(xì)胞殺手”。近日，南京林業(yè)大學(xué)輕工與食品學(xué)院金永燦教授團(tuán)隊(duì)和南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院王鵬副研究員團(tuán)隊(duì)的聯(lián)合研究成果刊登在著名國際期刊《美國化學(xué)學(xué)會納米》（英文名《ACS Nano》）上，此項(xiàng)研究為抗癌藥物研發(fā)提供了新思路。

“我們學(xué)校是研究林業(yè)的，對造紙廢棄物——木質(zhì)素的再利用關(guān)注度很高。”金永燦介紹，團(tuán)隊(duì)對木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)了如指掌，又知道其“可改造”的特性，這些年轉(zhuǎn)化成果也較多。它的轉(zhuǎn)化可以有新的突破嗎？在研究過程中，團(tuán)隊(duì)提出了大膽設(shè)想：能不能對“造紙廢渣”木質(zhì)素進(jìn)行改造，讓其成為一種特殊功能的生物材料，對癌細(xì)胞有所作為？

金永燦的博士生、論文的第一作者王一霖立即展開了實(shí)驗(yàn)。“這個(gè)實(shí)驗(yàn)是從2021年開始的。最初我們就是想知道，木質(zhì)素和癌細(xì)胞會不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。”對于這個(gè)題目，王一霖興趣盎然。“木質(zhì)素是固體，將之放在癌細(xì)胞的溶液里，似乎沒啥‘火花’。”隨后，她通過pH分級以及加入磺酸基和酚羥基分別對木質(zhì)素進(jìn)行“分子量調(diào)控和結(jié)構(gòu)修飾”，改造后的木質(zhì)素從固體變成了液體，再次和癌細(xì)胞“相遇”時(shí)，王一霖驚喜地發(fā)現(xiàn)：癌細(xì)胞死了好多。

為啥經(jīng)過改造后的木質(zhì)素會讓癌細(xì)胞死亡，其背后是什么機(jī)理？金永燦教授團(tuán)隊(duì)查閱大量的文獻(xiàn)、進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)。“我們發(fā)現(xiàn)，腫瘤微環(huán)境（有癌細(xì)胞的環(huán)境）里，谷胱甘肽的濃度很高，和活性氧保持著平衡，給癌細(xì)胞提供良好的生存環(huán)境。此刻，加入改造后的木質(zhì)素，就會對谷胱甘肽造成破壞，從而打破了癌細(xì)胞的生存環(huán)境，癌細(xì)胞沒有良好的生存環(huán)境，得不到正常的能量供給，就逐漸喪失活力直到凋亡。”王一霖說，有意思的是，正常細(xì)胞環(huán)境里，谷胱甘肽濃度不高，此刻，改造后的木質(zhì)素竟然和谷胱甘肽“和平共處”，沒有了攻擊性。也就是說，它對正常細(xì)胞不造成損害。

為了證明這一論點(diǎn)，金永燦教授團(tuán)隊(duì)和王鵬副研究員團(tuán)隊(duì)展開合作，進(jìn)行了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。他們在小白鼠皮下注射癌細(xì)胞，建造了肝癌模型，隨后在實(shí)驗(yàn)組小白鼠的尾椎靜脈打入改造后的木質(zhì)素（液體）。3周后，沒注射木質(zhì)素（液體）的肝癌小白鼠因?yàn)榘┌Y多數(shù)轉(zhuǎn)移而死亡，而注射木質(zhì)素（液體）的小白鼠，雖然腫瘤依舊在，但變小且沒有轉(zhuǎn)移，小白鼠的生命體征沒有異常，經(jīng)過血液檢查，發(fā)現(xiàn)血液指標(biāo)正常，也沒出現(xiàn)其他臟器的損傷。“說明其有良好的生物安全性。”王一霖說，此研究結(jié)果凸顯了木質(zhì)素在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面的巨大潛力，也為抗癌藥物研發(fā)提供新思路。

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