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纳米硒对提高身体免疫力及肿瘤防治的应用与功效研究

经过社会各领域的大量科学宣导,许多民众已知道硒是人体必需的微量元素这一概念,却仍不了解它是如何提高我们身体免疫力的。只有深入了解它的作用与反应机制,才能在日常生活中进行系统性及科学性地补硒。

纳米硒在人体中的免疫作用原理

在人体必需的所有微量元素中,硒是唯一一个受基因调控的必需微量元素,它可在体内转化成含硒氨基酸插入到各种蛋白中,调控不同硒蛋白的活性,以维持体内的氧化还原平衡,有效阻断肿瘤的发生及发展。

众多相关临床研究发现:当人体处于缺硒状态,疾病发病率较高;如逐渐增加硒摄取量,发病率呈直线下降。找到更合适的硒的形态成为实现维持人体健康的重要因素。

不同形态的硒具有不同的活性和利用率等生物特性,当硒以0价态形式存在时,可以原子簇形式聚集成纳米态形式,其作为人体营养或药物时,具有非常高的利用率。实验证明,0价态纳米硒在体内2小时后就会转化为含硒氨基酸,调控硒蛋白,持续发挥抗氧化和免疫调节作用。而纳米态极容易发生团聚为1000纳米以上,失去了“纳米态”的意义,这也成为了纳米药物大规模生产的技术瓶颈,直到暨南大学陈填烽教授利用独家包裹技术攻克此瓶颈,在政府和学校的政策支持下,2018年建成了纳米硒的GMP洁净生产车间,所生产的纳米硒能稳定维持80-120纳米3年以上。

纳米硒有更高的反应特性,在体内更容易地转化为我们需要的含硒氨基酸和硒蛋白发挥作用。例如,当人体摄入一个含硒氨基酸或有机硒时,肿瘤细胞只是获得了一个硒;但当人体摄取1个纳米硒时,里面有将近1万个硒原子在发挥作用,利用率非常高。

暨创硒源在纳米硒抗肿瘤运用上的研究成果

纳米硒的研究运用对于医学贡献有着极其重要的作用与积极意义,暨创硒源首席科学家陈填烽教授(暨南大学教授/博导)一直致力于肿瘤靶向化学创新药物与诊疗应用的研究,聚焦于纳米硒对免疫调控及肿瘤防治的应用与功效研究,近年来在本领域主流杂志发表论文超过250篇,在业界拥有相当的话语权。

大量研究表明,纳米硒可通过代谢成硒代胱氨酸调控肿瘤细胞以及免疫细胞从而实现有效的抗肿瘤效果,纳米硒能够显著增强患者来源CIK细胞杀伤肿瘤细胞的功能。

通过多个肿瘤患者来源的过继性免疫细胞治疗病例发现,纳米硒能有效增强免疫细胞(CIK细胞,细胞因子诱导的杀伤细胞)的抗肿瘤作用。纳米硒作用机理为其在肿瘤细胞和免疫细胞中主要代谢为SeCys(硒代胱氨酸)和SeⅣ,硒代胱氨酸是细胞内硒蛋白的重要活性中心。实验进一步检测发现,纳米硒的加入能显著上调细胞中SELK、SELO、SELP、SelR、SELES、SELT、SELW、Gpx2、TrxR1和Sep15等多种硒蛋白的表达,从而增强免疫细胞治疗的抗肿瘤效果。


进一步研究表明,硒代胱氨酸也是通过调控硒蛋白的活性而诱导肿瘤细胞凋亡,并且使肿瘤细胞致敏,上调免疫细胞的识别性配体,增强免疫细胞对肿瘤细胞的识别,产生更强的杀伤作用;另外,硒代胱氨酸还能够激活肿瘤微环境中的免疫细胞,使免疫系统产生更强的肿瘤杀伤作用,并且能够有效地增强自然杀伤细胞(NK cell)对荷瘤小鼠的肿瘤抑制作用。



纳米硒在肺癌治疗上的新机制

暨创硒源首席科学家陈填烽教授与广州呼吸健康研究院汪金林教授等在Advanced Healthcare Materials (AHM, IF 9.933)以“封面论文”的形式发表研究成果,文章阐述了暨创硒源纳米硒治疗恶性肺腺癌胸腔积液的新机制。


在全球范围内,肺癌的发病率和死亡率高居榜首,恶性胸腔积液(MPE)是晚期肺癌常见并发症,其中以肺腺癌最为常见(MPE-LA)。肿瘤免疫治疗(CIT)的兴起,为人类攻克肺癌带来了新的曙光,然而,肿瘤免疫治疗对于肺腺癌患者疗效相对较差,这与恶性胸腔积液的肿瘤免疫微环境(TIME)密切相关。

相对独特的密闭胸腔结构使得恶性胸腔积液具有独特的肿瘤免疫微环境。一方面,恶性胸腔积液包含有悬浮的,可随血液循环的肿瘤细胞;另一方面,胸腔积液中的免疫细胞大多呈抑制的“冷”状态;此外,微环境中缺乏具有抑制肿瘤免疫的物质可能为悬浮肿瘤细胞的增殖及远处转移提供了机会。因此,迫切需要开展恶性胸腔积液微环境的机制研究,为治疗方法的突破提供理论依据。

该研究发现,可转化纳米硒药物(SeNP@LNT)可使恶性胸腔积液的“冷”状态转变为“热”状态,有望成为调控恶性胸腔积液肿瘤免疫微环境的新策略。一方面通过调控和活化恶性胸腔积液中的各种免疫细胞,改善免疫细胞的抑制状态;另一方面通过促进微环境中肿瘤生长抑制和免疫应答激活的相关代谢物的产生,优化肿瘤免疫微环境。

建立在精准诊断的基础上,研究团队在肺腺癌患者的血清及胸腔积液中检测了微量元素硒(Se)的水平,并与健康的常规体检志愿者进行比较发现,肺腺癌患者血清的硒水平与其胸腔积液硒水平大致相同,而明显低于志愿者,揭示了:肺腺癌患者血清及恶性胸腔积液微环境中缺乏硒。


为了研究硒在肺腺癌中的功能与作用,研究团队利用纳米硒在体外进行实验,发现纳米硒可被胸腔积液中免疫细胞(巨噬细胞,NK等)有效摄取及降解转化为SeCys(硒代胱氨酸),可促进NK细胞(CD3-CD56+)的数量增殖及功能活化(IFN-γ、IL-15分泌升高)。



进一步研究发现,恶性胸腔积液在纳米硒处理24小时后行代谢组学分析提示,活化免疫、抑制肿瘤增殖的代谢产物增加,而肺癌标志的代谢产物减少。


基于恶性胸腔积液的肿瘤免疫微环境机制探索创新治疗策略是暨创硒源团队近年来的重点临床基础结合研究的尝试。暨创硒源陈填烽教授团队与广州呼吸健康研究院汪金林教授团队联合,应用纳米医学的技术改善晚期肺癌恶性胸腔积液复杂的微环境,将恶性胸腔积液 “冷”免疫状态转化为功能性“热”型MPE,成为本研究一大突破,进一步深入研究探索相关机制将有助于开发新的药物或推动有效的免疫治疗策略的发展。

除此以外,纳米硒用于乳腺癌、肝癌、前列腺癌等肿瘤临床放射治疗研究也取得了重大突破及明显成效的验证。越来越多的临床研究证实:硒与肿瘤预防、治疗及康复之间存在密切关系。

作为暨南大学技术入股孵化的国家高新技术企业,暨创硒源成立于2018年5月,其核心技术源自暨南大学及广东省纳米化学创新药物工程技术研究中心,现已获批广东省博士后创新实践基地。暨创硒源在人类生命健康领域以技术创新为驱动力,以模式创新为核心理念,致力于成为百姓的科学补硒专家,持续不断地取得肿瘤治疗机制的创新突破,以及推动纳米硒研究成果产业化,打造纳米硒健康产业高地,全力助推并引领我国健康产业高质量发展。


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