以螢光奈米鑽石打造「細胞GPS」追蹤抗癌藥運作 陽明交大偕業界研究成果登國際期刊
陽明交大特聘教授趙瑞益(左一)研究團隊攜手路明思生技公司執行長蘇隆畯(左二) 研究團隊運用具長效螢光特性的奈米鑽石,打造可追蹤治療分子在細胞內運輸與清除路徑的「細胞GPS」技術。(陽明交大提供)
陽明交大生物科技學系特聘教授趙瑞益攜手路明思生技(LuminX Biotech),運用具長效螢光特性的奈米鑽石(Fluorescent Nanodiamond),打造可追蹤治療分子在細胞內運輸與清除路徑的「細胞GPS」技術,讓科學家不僅能清楚觀察藥物在細胞內的運作過程,也有助於減少動物實驗,落實3R理念。研究成果獲國際期刊《Advanced Healthcare Materials》刊登。
該研究結合了陽明交大在癌症生物學與藥物遞送研究的專長,與路明思生技的奈米材料與追蹤技術,由趙瑞益主持,參與團隊包含博士林育瑋、碩士賴彥合、王若昕與博士生江奕勳、陽明交大動物中心獸醫師龎君諭,以及路明思生技執行長蘇隆畯、博士林信宏與經理陳亮妤。
趙瑞益指出,螢光奈米鑽石是一種具高度生物相容性、可持續發出螢光訊號的碳結構奈米材料。研究團隊將其與抗癌標靶藥物結合,如同給藥物裝上「GPS」,透過螢光訊號追蹤藥物進入細胞後的動態變化。若將細胞比喻成城市,研究人員便能看清藥物經過哪些「道路」,以及治療標的如何被送往細胞內的「處理站」——溶小體,進一步解析藥物的運輸、辨識與清除過程。
而不同於傳統抗癌標靶藥物主要透過抑制癌細胞的促癌蛋白PD-L1。研究團隊探索「標靶蛋白降解」新策略,利用細胞與生俱來的清除機制,直接把促癌蛋白PD-L1分解銷毀,達到抑制腫瘤生長的效果。
研究發現,包覆抗癌標靶藥物的螢光奈米鑽石,能透過SQSTM1/p62蛋白,將內吞作用(ENDOTAC)與自噬作用(AUTOTAC)兩種細胞內的清運網路串連起來,實現標靶蛋白降解,把PD-L1蛋白送往溶小體分解,進而展現抑制腫瘤生長的研究成果。
陽明交大去年啟用全台首座實驗動物中心「3R智慧教室」。此次研發的螢光奈米鑽石「細胞GPS」技術,如同「實況轉播」般追蹤藥物進入細胞後的動態變化,掌握藥物作用與清除路徑,有助於減少重複實驗及實驗動物使用,實踐替代(Replacement)、減量(Reduction)與精緻化(Refinement)的3R人道科學精神。
陽明交大與業界團隊運用具長效螢光特性的奈米鑽石,打造可追蹤治療分子在細胞內運輸與清除路徑的「細胞GPS」技術。(陽明交大提供)
