“造纸废渣”成“癌细胞杀手”

经过结构改造，“造纸废渣”木质素就可诱导癌细胞凋亡，变成“癌细胞杀手”。近日，南京林业大学轻工与食品学院金永灿教授团队和南京大学医学院附属鼓楼医院王鹏副研究员团队的联合研究成果刊登在著名国际期刊《美国化学学会纳米》（英文名《ACS Nano》）上，此项研究为抗癌药物研发提供了新思路。

“我们学校是研究林业的，对造纸废弃物——木质素的再利用关注度很高。”金永灿介绍，团队对木质素的结构了如指掌，又知道其“可改造”的特性，这些年转化成果也较多。它的转化可以有新的突破吗？在研究过程中，团队提出了大胆设想：能不能对“造纸废渣”木质素进行改造，让其成为一种特殊功能的生物材料，对癌细胞有所作为？

金永灿的博士生、论文的第一作者王一霖立即展开了实验。“这个实验是从2021年开始的。最初我们就是想知道，木质素和癌细胞会不会发生化学反应。”对于这个题目，王一霖兴趣盎然。“木质素是固体，将之放在癌细胞的溶液里，似乎没啥‘火花’。”随后，她通过pH分级以及加入磺酸基和酚羟基分别对木质素进行“分子量调控和结构修饰”，改造后的木质素从固体变成了液体，再次和癌细胞“相遇”时，王一霖惊喜地发现：癌细胞死了好多。

为啥经过改造后的木质素会让癌细胞死亡，其背后是什么机理？金永灿教授团队查阅大量的文献、进行了大量的实验。“我们发现，肿瘤微环境（有癌细胞的环境）里，谷胱甘肽的浓度很高，和活性氧保持着平衡，给癌细胞提供良好的生存环境。此刻，加入改造后的木质素，就会对谷胱甘肽造成破坏，从而打破了癌细胞的生存环境，癌细胞没有良好的生存环境，得不到正常的能量供给，就逐渐丧失活力直到凋亡。”王一霖说，有意思的是，正常细胞环境里，谷胱甘肽浓度不高，此刻，改造后的木质素竟然和谷胱甘肽“和平共处”，没有了攻击性。也就是说，它对正常细胞不造成损害。

为了证明这一论点，金永灿教授团队和王鹏副研究员团队展开合作，进行了动物实验。他们在小白鼠皮下注射癌细胞，建造了肝癌模型，随后在实验组小白鼠的尾椎静脉打入改造后的木质素（液体）。3周后，没注射木质素（液体）的肝癌小白鼠因为癌症多数转移而死亡，而注射木质素（液体）的小白鼠，虽然肿瘤依旧在，但变小且没有转移，小白鼠的生命体征没有异常，经过血液检查，发现血液指标正常，也没出现其他脏器的损伤。“说明其有良好的生物安全性。”王一霖说，此研究结果凸显了木质素在生物医学应用方面的巨大潜力，也为抗癌药物研发提供新思路。

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