華中農(nóng)業(yè)大學(xué)陳浩教授、汪圣堯教授領(lǐng)銜的“先進(jìn)材料與綠色催化”科研團(tuán)隊(duì)與國家納米科學(xué)中心王浩教授團(tuán)隊(duì)合作，針對“癌癥之王”胰腺癌設(shè)計(jì)了一種多肽—半導(dǎo)體雜化生物信號處理器（BSP），用于胰腺腫瘤光聲成像和線粒體靶向聲動(dòng)力治療。相關(guān)研究成果近期在《今日納米》雜志在線發(fā)表。
在癌癥治療中，通過半導(dǎo)體納米材料將輻射或非輻射波的能量轉(zhuǎn)化為活性氧物種（ROS）從而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡是一種有效的方法。胰腺癌細(xì)胞的氧化還原狀態(tài)及其對ROS的敏感度通常與正常細(xì)胞不同。由于代謝和信號異常，胰腺癌細(xì)胞中氧化狀態(tài)遠(yuǎn)高于正常細(xì)胞。線粒體作為腫瘤細(xì)胞ROS氧化應(yīng)激并維持氧化還原平衡的關(guān)鍵，被認(rèn)為是胰腺癌細(xì)胞的致命弱點(diǎn)。因此，有針對性地破壞腫瘤線粒體打破癌細(xì)胞氧化還原平衡，已被證明是癌癥治療的有效策略。為此，陳浩、汪圣堯帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)與王浩團(tuán)隊(duì)合作，研究設(shè)計(jì)并開發(fā)合成了一種用于胰腺腫瘤光聲成像和線粒體靶向聲動(dòng)力治療的納米器件。
半導(dǎo)體材料作為現(xiàn)代信息社會(huì)的基礎(chǔ)材料，是各種光、聲、電信號的優(yōu)良接收器和轉(zhuǎn)換器。在該研究中，科研人員設(shè)計(jì)合成的BSP,由富含氧空位的氯氧鉍半導(dǎo)體納米片和兩種靶向肽PTP和CRK雜化而成，其中PTP多肽能特異性識別胰腺癌細(xì)胞表面的凝集素-1；而CRK肽是線粒體蛋白p32的靶向肽，能促進(jìn)BSP與線粒體緊密結(jié)合。由于富含氧空位，BSP具有良好的近紅外吸收及優(yōu)良的光聲成像能力，而BSP表面靶向多肽賦予了BSP識別病理環(huán)境特殊蛋白信號的能力。
通過進(jìn)一步的體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究表明，BSP集多肽分子的蛋白信號識別能力和半導(dǎo)體材料的物理信號轉(zhuǎn)換能力為一體，能夠準(zhǔn)確識別胰腺癌蛋白信號，靶向胰腺癌細(xì)胞線粒體，從而有效實(shí)現(xiàn)對胰腺癌的光聲成像和聲動(dòng)力治療，為胰腺癌診療智能器件的開發(fā)提供了新的思路。
