近日，中国科学院高能物理研究所/国家纳米科学中心纳米生物效应与安全性重点实验室和中国科技大学生命学院合作研究发现，金属富勒醇Gd@C82(OH)22碳纳米物质可以高效抑制三阴性乳腺癌干细胞的自我更新能力，其通过调控肿瘤微环境来阻断细胞从上皮样到间质样的转换，从而实现高效清除肿瘤干细胞并终止肿瘤的发生和转移，而对正常干细胞没有作用和毒性，因此可成为直接靶向肿瘤干细胞的安全有效的纳米抑制剂。
肿瘤治疗的传统策略是针对一般的肿瘤细胞。近年来，肿瘤生物学研究表明，肿瘤干细胞才是导致癌症复发、转移及化疗和放疗耐药的根源，这为肿瘤的诊治提供了崭新的思路。为此，寻找可有效靶向杀伤肿瘤干细胞的方法与药物，有望成为人类攻克肿瘤的新希望。
研究者巧妙利用Gd@C82(OH)22在肿瘤表面的富氧微环境（丰富的肿瘤新生血管）和肿瘤深部的缺氧微环境中的去质子化和质子化的转变，实现了对肿瘤干细胞的“狙击”作用和更高效的乳腺癌治疗效果。
迄今为止发现的肿瘤干细胞抑制药物的高毒性，是限制其临床应用的关键问题。而在该研究中，体内外实验结果证明，Gd@C82(OH)22碳纳米物质没有可观测的毒性，因此成为可以直接靶向肿瘤干细胞的无毒的纳米抑制剂。
同时，由于与肿瘤细胞一样，肿瘤干细胞本身具有高度的异质性，传统的肿瘤干细胞抑制剂往往针对单个靶点，只能部分削弱而不能有效杀伤肿瘤干细胞，还会明显增加对正常干细胞的毒性。由于富勒醇纳米结构的独特物理化学性质，尤其是球体结构表面的高度可调控性可以实现其多功能化，因此，它有可能同时针对多个靶点，却不增加对正常干细胞的毒性，这为肿瘤干细胞的临床治疗提供了实用的新途径。
据悉，2005年该所研究者发现了低毒性碳纳米物质“不杀死”肿瘤细胞，也能高效抑制肝癌的生长。在随后的系统研究中，他们提出了“监禁”肿瘤细胞的新策略，并通过设计纳米表面筛选出Gd@C82(OH)22，且在动物身上验证了“监禁”肿瘤的思路。最近的机制研究揭示，这个策略可以避免肿瘤细胞的耐药性，高效抑制肿瘤的转移，并超越传统药物分子与靶分子作用的化学原理，高效抑制肿瘤干细胞的自我更新能力，终止肿瘤的发生和转移。10年多的研究显示，这些治疗效果的实现都与Gd@C82(OH)22对肿瘤微环境（肿瘤生长的“土壤”）的直接调控密切相关，而肿瘤干细胞被认为是肿瘤复发的“种子”。(作者：白毅)