近日，来自俄罗斯科学院理论与实验生物物理研究所(普希诺)和萨拉托夫国立研究大学的科研团队取得了一项重要突破。该团队以成员名字命名的NG车尔尼雪夫斯基等人成功合成了基于氧化铈和生物活性分子吡咯喹啉醌(PQQ)的纳米颗粒，这种纳米颗粒在暴露于X射线时，能够选择性地保护健康细胞免于死亡。相关研究成果已在《抗氧化剂》杂志上发表，并得到了俄罗斯科学基金会(RSF)的资助。
吡咯喹啉醌修饰的纳米粒子示意图
据介绍，这种新型纳米颗粒能够支持正常细胞的抗氧化系统功能，而在癌细胞中，它们则会刺激活性氧的产生，导致细胞结构受损。这一效应源于癌细胞与健康细胞在酸度上的差异，使得纳米颗粒能够在两种细胞中展现出不同的作用效果。因此，该研究成果有望为减少放射治疗在癌症治疗中的负面影响提供新的解决方案。
放射疗法是癌症治疗中最常见的方法之一，通过X射线、伽马射线或其他电离辐射来破坏肿瘤组织。然而，这种治疗方法具有无差别性，即健康细胞与肿瘤细胞都会受到损伤，导致患者身体状况恶化。为了克服这一难题，科学家们一直在寻找能够精确打击癌细胞的方法。
NG车尔尼雪夫斯基等人合成的纳米颗粒正是基于这一目的而设计的。他们利用氧化铈这一生物相容性化合物，通过添加吡咯喹啉醌来提高其选择性。吡咯喹啉醌是一种具有高抗氧化作用并参与线粒体调节的生物活性分子，能够进一步增强纳米颗粒在健康细胞中的保护作用。
纳米粒子的显微照片
实验结果显示，经过纳米粒子和X射线辐射处理的健康成纤维细胞存活率提高了45%，而癌细胞的存活率则比对照组低31-37%。这表明，新型纳米颗粒能够在不降低正常细胞存活率的情况下，显著降低癌细胞的存活率。
对于这一发现，该项目的负责人、首席研究员兼负责人、ITEB RAS同位素研究实验室的生物科学候选人Nelly Popova表示：“观察到的效果是由于吡咯喹啉醌修饰的氧化铈纳米颗粒降低了成纤维细胞中活性氧的水平，从而使它们免于氧化。因此，它们可用于保护健康细胞在癌症放射治疗过程中免遭死亡。未来，我们计划对其他类型的健康细胞和癌细胞进行实验，以便更好地了解纳米粒子在每种情况下的工作原理。
