技術名稱 血管胜肽素-2修飾之鐵金合金奈米顆粒應用於診斷治療腦神經膠質瘤
計畫單位 國立臺北科技大學
計畫主持人 鍾仁傑
技術簡介
腦神經膠質瘤係一不易治療且預後較差的癌症,患者確診後平均在12至15個月內死亡,手術治療搭配化學療法為目前主要的處置方式,然而由於血腦障壁的先天限制,侷限化學治療的有效窗口,且藥物細胞毒性高,因此療效不佳。為克服這些挑戰,本研究將能夠開啟血腦障壁的血管胜肽素-2 (Angiopep-2) 與高生物相容性的鐵金合金奈米粒子(Fe-Au NPs)結合,並研究此Ang-Fe-Au Nps透過磁熱治療限制腦神經膠質瘤生長的效果。研究結果顯示,合成之6.44 nm大小的Fe-Au Nps具有超順磁性,適合用於磁引導,並可增強腦神經膠質瘤核磁共振影像之對比度以作為顯影劑,且在磁熱治療時達到12°C的溫度升高,表明其在醫學成像和磁熱治療的應用性。在體外實驗中,Angiopep-2的修飾導致C6膠質瘤細胞的攝取比L929纖維母細胞高出1.5倍以上,這表明其有特定的腦神經膠質瘤靶向,透過磁熱治的高熱可導致細胞活性下降90%以上。在大鼠動物實驗模式中,免疫組織化學分析顯示用Ang-Fe-Au Nps治療的大鼠其腦神經膠質瘤有明顯的發炎性壞死,神經膠質纖維酸性蛋白(GFAP)表達降低和Ki67標記指數降低,此外腫瘤體積相對控制組減少了5倍,從而有效延長大鼠存活時間超過7天。本研究開發之奈米顆粒平台具有最小限度侵入的特點,使用的材料元素均具高生物相容性,因此未來臨床可行性極高,為腦神經膠質瘤之癌症診斷治療打開了新的契機,本研究成果已發表於國際期刊「Applied Materials Today」(2018 Impact Factor: 8.013)。
科學突破性
腦神經膠質瘤由於血腦障壁的先天限制侷限化學治療的有效窗口,因此療效不佳。本研究將能夠開啟血腦障壁的血管胜肽素-2與高生物相容性的鐵金合金奈米粒子結合,結果顯示此奈米顆粒具有特定的腦神經膠質瘤靶向作為MRI顯影劑,並可透過磁導引和磁熱治療限制腦神經膠質瘤生長,為腦神經膠質瘤之癌症診斷治療打開新的契機。
產業應用性
本研究將能夠開啟血腦障壁的血管胜肽素-2與高生物相容性的鐵金合金奈米粒子結合以靶向腦神經膠質瘤顯影,透過磁導引和磁熱治療限制腦神經膠質瘤生長,為腦神經膠質瘤之癌症診斷治療打開新的契機。氧化鐵已獲美國食品藥物管理局臨床認可,而奈米金亦已進入臨床試驗,本技術之鐵金合金奈米顆粒未來臨床與產業應用潛力極高。
關鍵字 腦神經膠質瘤 磁熱治療 血管胜肽素-2 鐵金合金奈米顆粒 癌症診斷治療
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