日本研究者Higashi等報(bào)告，他們?cè)O(shè)法在腫瘤細(xì)胞內(nèi)重現(xiàn)了光電效應(yīng)，研究者利用這種光電效應(yīng)找到了一種有效殺死腫瘤細(xì)胞的新方法。(Sci Rep. 2021, 11: 14192. DOI: 10.1038/s41598-021-93429-9)

研究者設(shè)計(jì)了一種含有碘原子的多孔納米顆粒，把這種納米顆粒引入腫瘤組織，接著用X射線照射腫瘤進(jìn)行放射治療。傳統(tǒng)放療長(zhǎng)期以來的一個(gè)難題是，大部分X射線作用于占細(xì)胞70%的水產(chǎn)生的活性氧間接地對(duì)DNA進(jìn)行二次裂解，X射線在有氧條件下才能產(chǎn)生切斷DNA的活性氧，處于缺氧狀態(tài)的癌的中心部位難以產(chǎn)生活性氧，因此治療效率降低。

納米粒子是直徑為30~400nm的微粒，可被腫瘤細(xì)胞高效吸收并停留在細(xì)胞核附近，可均勻分布在整個(gè)腫瘤腫塊中，且有在腫瘤中積聚的能力。該研究探討用碘浸漬多孔二氧化硅納米粒子并將其輸送到腫瘤細(xì)胞。新型納米顆粒中的碘會(huì)出現(xiàn)光電效應(yīng)，從而增強(qiáng)放療的效果。在被一定能量的X射線照射后，碘元素釋放電子，這些電子產(chǎn)生于癌細(xì)胞的DNA附近，可以直接導(dǎo)致細(xì)胞核中的DNA雙鏈斷裂和裂解，最終導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡。

研究者在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)了由癌細(xì)胞組成的球狀組織，把納米顆粒加入到腫瘤球體中。經(jīng)過調(diào)試X射線的能量發(fā)現(xiàn)，用33.2 keV的X射線可以達(dá)到最佳效果：照射腫瘤球體30分鐘后，觸發(fā)癌細(xì)胞在3天內(nèi)死亡。

研究者認(rèn)為，這項(xiàng)研究工作提供了一個(gè)重要的思路，研究表明可以把量子物理學(xué)現(xiàn)象在癌細(xì)胞中進(jìn)行運(yùn)用。使用含碘納米粒子作為放射增敏劑有望提高放療效果，因碘還用于CT掃描等診斷過程，該研究開放的納米材料還有可能用于腫瘤的診斷。該策略可在腫瘤組織中心導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡，這種納米材料或?qū)⒂兄陂_發(fā)新的放射治療。研究者接下來希望了解X射線是如何讓碘原子釋放電子的，并將嘗試把碘原子放置到DNA分子上以進(jìn)一步提高療效，后續(xù)將在小鼠腫瘤模型上測(cè)試這類新型納米顆粒的效果。 (編譯 鐘翔睿)