“抗癌治疗效果提升4倍” KAIST开发手性纳米涂料技术

by Jeong Ilwoong

Published 19 Mar.2025 08:33(KST)

利用手性纳米涂层技术赋予医用纳米材料手性特性的磁性纳米粒子已在国内成功开发。手性是指物体与其镜像无法完全重合的性质。利用这一特性进行治疗时，抗癌热疗效果相比以往提高了4倍以上。尤为重要的是，该技术可应用于药物递送系统，有望大幅提升包括新冠肺炎疫苗在内的信使核糖核酸（mRNA）治疗药物的效率。

KAIST称，新材料工程系Yeom Jihyun教授研究团队开发出了可在生物纳米材料表面赋予手性特性的“手性纳米涂层”技术，并于19日对外公布。

研究团队在手性纳米涂层技术开发之后，又与生命科学系Jung Hyunjung教授研究团队开展后续研究，成功将该技术应用于用于递送mRNA的脂质递送体（即包裹mRNA、基因、药物等生物物质并安全输送至细胞内部的纳米粒子）表面。

新材料工学系教授 Yeom Jihyun、硕博连读课程研究生 Jung Ukjin。KAIST提供

首先，Yeom教授团队在研究过程中关注到，具有左旋（L型）和右旋（D型）结构的分子会表现出不同作用的手性选择性（Chiral Selectivity），并据此开发出一种在纳米材料表面施加手性纳米涂层、从而赋予其手性特性的技术。

通过这一方法，研究团队成功在从纳米级（nm）纳米粒子到微米级（μm）微结构体等不同尺度的多种材料上引入手性特性。

尤其是，研究团队利用手性纳米涂层技术合成了手性磁性纳米粒子，将其注入肿瘤后通过施加磁场产生热量，使肿瘤组织坏死，从而验证了抗癌热疗技术的可行性。在这一过程中，研究团队证明，具有D-手性特性的磁性纳米粒子比具有L-手性特性的磁性纳米粒子更易被癌细胞吸收，因而可获得超过4倍的抗癌治疗效果提升。

在与Jung教授团队开展的后续研究中，研究人员将手性涂层技术应用于递送mRNA的脂质递送体表面。mRNA类治疗药物通过向细胞内传递遗传信息，使细胞直接合成蛋白质，但由于递送体本身不够稳定，其治疗效果一直存在局限。

手性纳米涂层技术为解决这一问题、最大化提升mRNA治疗药物效率提供了新的范式。实际结果显示，在采用D-手性涂层的脂质递送体时，mRNA在细胞内的表达量稳定提升了2倍以上。

基于此，研究团队认为，手性纳米涂层技术今后有望在医用生物材料等新一代药物递送系统，以及生物传感器、催化剂和纳米酶等领域得到广泛应用。

Yeom教授表示：“本研究的意义在于提升了生物纳米材料的性能，并提出了合成不同尺寸与形貌的创新纳米材料的方法论。研究团队今后将继续利用手性纳米材料，推进用于预防癌症、新冠肺炎等疾病的疫苗开发，以及用于诊断和治疗的下一代生物平台研究。”

此外，本研究在科学技术信息通信部资金支持下，由跨部门全周期医疗器械研发事业团和研究财团优秀新进研究项目等共同资助完成。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。