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　　羧基化納米金剛石抑制腫瘤細胞遷移過程示意圖

　　中科院理化所光電功能界面材料實驗室自2010年以來開始研究基于納米金剛石的癌癥治療體系，發現在酸性細胞環境內，納米金剛石-順鉑體系可實現順鉑藥物的緩釋效果，能顯著抑制HeLa細胞的增殖（Small 2010, 6, 1514-1519）。在后續的研究中還發現了高壓高溫法制備的納米金剛石對HepG2細胞的遷移抑制效果（Phys. Status Solidi A 2016, 213, 2131-2137）。特定濃度的羧基化納米金剛石可以顯著抑制癌細胞中波形蛋白的表達，從而抑制HeLa和C6細胞的遷移（Diam. Relat. Mat. 2020, 105, 107809）。近期，該課題組合成了納米金剛石-二氧化鈦復合材料，可在可見光下對癌細胞進行選擇性殺傷，并抑制癌細胞的遷移。該工作為開發低毒性、多功能的光敏劑提供了新的思路，在細胞診療與遷移方面具有潛在應用價值（Carbon 2021, 174, 90-97）。 

　　此外，該課題組還對納米金剛石對腫瘤細胞遷移的抑制機制及其在體內的作用進行了進一步的深入探討。結果表明，羧基化納米金剛石可以提高腫瘤細胞與基底的粘附能力，從而導致細胞運動受限。在分子機理上主要表現在，羧基化納米金剛石能夠下調N-鈣粘蛋白和波形蛋白的表達，上調E-鈣粘蛋白的表達，通過TGF-β信號通路逆轉EMT過程。通過Phalloidin染色實驗證實了羧基化納米金剛石會損害F-肌動蛋白細胞骨架的組裝，減少應力纖維和板狀偽足的形成，進而抑制腫瘤細胞的遷移。最后利用小鼠肺轉移模型驗證了羧基化納米金剛石在體內對腫瘤轉移的抑制作用。未來羧基化納米金剛石有望不僅作為簡單的載體和探針，而且在生物醫學領域作為腫瘤細胞遷移的新型抑制劑，在調控細胞行為方面發揮積極作用。 

　　相關文章以“Nanodiamonds Inhibit Cancer Cell Migration by Strengthening Cell Adhesion: Implications for Cancer Treatment”為題在線發表于ACS Applied Materials & Interfaces雜志（2021，13，9620-9629）。理化所只金芳研究員和李雷副研究員為論文的通訊作者，理化所博士研究生郭清越為論文第一作者，日本慶應大學Yasuaki Einaga教授對該工作的實驗設計和機理分析提供了指導。

　　上述相關研究工作得到國家自然科學基金、中國科學院國際合作研究基金（GJHZ1818）和東南大學國家重點實驗室開放研究基金的資助。 

參考資料

[1] 納米金剛石可抑制腫瘤轉移——理化所在新型碳基納米材料的生物應用中取得新進展http://www.ipc.cas.cn/xwzx/kyjz/202103/t20210317_5976751.html