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氧化石墨烯与类器官:胰腺癌研究的前瞻性高级模型

 盛合瑞类器官 2024-01-30 发布于江苏

1. 临床挑战:胰腺癌的早期症状不明显,常常被忽视,导致大多数患者在诊断时已经处于晚期。此外,胰腺癌的治疗难度大,手术切除率低,化疗和放疗的疗效有限,且易产生副作用。

2. 治疗方法:

综上所述,胰腺癌的治疗仍然面临着很大的挑战,需要进一步研究和探索新的治疗方法和策略。

在胰腺癌研究中使用类器官的好处是多方面的。 类器官忠实地再现了癌症的遗传多样性和微环境,为研究和潜在的临床应用提供了多种优势:

这些好处凸显了类器官作为胰腺癌研究中有价值的工具的潜力,提供了对疾病机制、治疗反应和个性化治疗策略的见解。

1. 药物传递:GO可以作为药物的载体,将药物与GO结合形成纳米复合物,然后将其引入类器官系统中。这样可以实现药物的靶向传递和释放,提高药物在类器官中的局部浓度,从而增强治疗效果。

2. 成像增强:GO具有优异的成像性能,可以用于增强类器官系统的成像技术,如磁共振成像(MRI)或计算机断层扫描(CT)。通过将GO引入类器官系统,可以提高对类器官结构和功能的成像分辨率,有助于更好地观察类器官的生长和变化。

3. 光热治疗:利用GO的光热转换性能,可以在类器官系统中实现光热治疗。通过将GO引入类器官系统,并利用外部光源激活GO产生热能,可以实现对肿瘤细胞的精准治疗,从而达到抑制肿瘤生长的效果。

综合来看,整合GO与类器官可以实现药物传递、成像增强和光热治疗等多种功能,为肿瘤研究和治疗提供了全新的可能性。

图1 全面概述类器官发育和肿瘤微环境建模。重点介绍了类器官的不同来源,包括切除组织、活检组织、多能干细胞、器官特异性成体干细胞和三维打印技术。细胞外基质(ECM)的组成区分了动物来源成分和工程成分。在肿瘤微环境的背景下,该图展示了器官组织与培养基、非肿瘤细胞和血管生成等元素的整合,强调了器官组织在复制复杂的生物相互作用方面的实用性。(表皮生长因子 EGF;成纤维细胞生长因子 10 FGF10;小鼠 Noggin 重组蛋白 mNoggin;TGF-βRI、ALK4 和 ALK7 的选择性抑制剂 A83-01)。

图2 氧化石墨烯在癌症诊断和治疗中的应用示意图。氧化石墨烯因其独特的物理和化学特性而被广泛应用。围绕着氧化石墨烯的中心结构,是癌症诊断和治疗中使用的各种方法。左边展示的是诊断技术:磁共振成像(MRI)、荧光成像、光声成像、拉曼成像和计算机断层扫描(CT),突出了氧化石墨烯在增强成像模式方面的多方面应用。右侧描绘的是治疗方法:药物输送、基因输送、抗体输送、光热疗法和光动力疗法,表明了氧化石墨烯作为载体的多功能性及其在靶向治疗策略中的作用。

总的来说,将类器官和氧化石墨烯(GO)整合是将两种不同的技术和材料结合在一起,创造出了新的应用领域和研究方向。类器官是一种新兴的技术,可以通过3D打印等方法构建出类似于真实器官的模型,用于研究疾病的发生和发展过程。而氧化石墨烯(GO)则是一种新型的材料,具有独特的物理和化学性质,可以应用于许多领域,包括药物输送、基因编辑、电化学传感器等。将这两种技术和材料整合在一起,可以创造出更真实、更精准的肿瘤模型,开发出更高效、更精准的药物输送系统,以及实现更高效的基因编辑技术。这种整合创新为医学研究提供了新的可能性和机遇,有望推动医学领域的进步。

参考信息

Graphene Oxide Nanoparticles and Organoids: A Prospective Advanced Model for Pancreatic Cancer Research.Int J Mol Sci. 2024 Jan 15;25(2):1066. doi: 10.3390/ijms25021066.PMID: 38256139.

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