记者4日从中科院合肥物质科学研究院获悉，该院强磁场科学中心王俊峰研究员课题组效仿细菌界“生物罗盘”——趋磁细菌，构建具有高效肿瘤组织穿透性的类磁小体结构。这种仅约9纳米的类磁小体可高效、精准“快递”抗肿瘤药物。
相关成果近日发表在国际著名学术期刊《美国科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，PNAS)上。
抗肿瘤药物的靶向递送可以有效提高药物的疗效，降低药物的毒性，是现代生物医学发展的一个重要研究方向。由于复杂肿瘤组织环境等限制，目前纳米药物平均肿瘤靶向效率均低于1%，构成了肿瘤治疗中的瓶颈之一。
地球上许多动物能利用地磁场导航，如鸽子、海龟、蜥蜴等都发展出独特的磁导航机制长途迁徙。同样，原核生物中的趋磁细菌也能够响应地磁场定向游弋。作为细菌的“生物罗盘”——趋磁细菌可以在地磁场或人工磁场中沿磁场方向定向移动。
据介绍，趋磁细菌在严格的生物矿化机制调控下，可以组装为功能化的磁小体，能快速地响应外部磁场，且在磁性能、生物兼容性、稳定性等方面具有明显优势。因此，磁小体具有广泛的应用前景。
然而，天然磁小体颗粒之间在体外环境中十分容易聚集沉淀，从而阻碍其穿透病变组织的能力，并且在血管中的沉积也存在潜在危险和生物毒性。因此，合成尺寸小但保留天然磁小体软铁磁特点的类磁小体纳米材料，在生物医学应用上有着巨大价值。
在该项工作中，研究人员提出了类磁小体仿生合成的新策略——构建了一个类似天然磁小体囊泡的纳米反应器，在体外重构了趋磁细菌磁小体生物矿化的微环境，并通过这一方法，仿生合成了这款性能优异的类磁小体。
随着磁性纳米药物的发展，利用施加外部磁场提高磁性纳米药物靶向效率，即磁靶向，成为一种重要且安全的物理干预策略。实验结果表明，在外加磁场引导下，纳米尺寸的类磁小体可以快速富集穿透进入肿瘤组织。与其他磁性纳米药物载体相比，仿生合成的类磁小体在肿瘤组织中的靶向性与穿透性提高了一个数量级。
据悉，这项工作不仅为纳米药物磁靶向递送提供一个高效的载体，也为体外研究趋磁细菌生物矿化机制提供了新的模式系统。(完)