Remotely disturbing bioelectrical homeostasis by nanoparticle-enabled intracellular electrical stimulation for wireless cancer therapy

细胞内 癌症治疗 刺激 纳米技术 癌症 医学 生物物理学 生物医学工程 材料科学 内科学 细胞生物学 生物
作者
Cairong Xiao,Lei Fan,Changhao Li,Lei Zhou,Chunlin Deng,Rumin Fu,Dafu Chen,Zhengao Wang,Jinxia Zhai,Guoxing Tan,Peng Yu,Zhengao Wang,Chuanbin Mao
出处
期刊:Nano Today [Elsevier]
卷期号:55: 102206-102206
标识
DOI:10.1016/j.nantod.2024.102206
摘要

Bioelectrical homeostasis plays critical roles in biological processes, but disturbing it for cancer therapy remains challenging due to the difficulty in electrically controlling cancer cells. Here we show that cell-internalized electroactive nanoparticles interrupt it in cancer cells to effectively treat cancer wirelessly. Specifically, K0.5Na0.5NbO3 ferroelectric nanoparticles are polarized and then generate a voltage of approximately −60 mV in response to ultrasound. Hence, once endocytosed by cancer cells in tumors, these nanoparticles establish an intracellular electric field (iEF) under the remote activation by ultrasound irradiation (for only 3 min) from outside the body. The iEF then depolarizes cell membrane potentials, decreases mitochondrial membrane potentials, and overloads intracellular calcium ions, disturbing intracellular bioelectrical balance. This disturbance promotes cancer cell apoptosis, inhibiting the growth of different types of tumors (bone tumor and skin tumor) without adverse effects. It is noteworthy that iEF can specifically disrupt the bioelectric balance of tumor cells but has no effect on normal cells. Such wireless cancer therapy can be achieved by other ferroelectric nanoparticles (e.g., BaTiO3). This work represents the first cancer treatment paradigm by intracellularly interrupting bioelectrical homeostasis remotely to cause cancer cell dysfunctions without electrode implantation and wire connection in vivo. It can also provide biologists with new tools for studying the role of disturbed bioelectrical homeostasis in cell fates and disease progression.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
有有完成签到 ,获得积分10
6秒前
机灵石头完成签到,获得积分10
7秒前
福娃完成签到,获得积分10
8秒前
alvin完成签到,获得积分10
8秒前
20秒前
虚心的清完成签到 ,获得积分10
20秒前
从容芮应助无情的羊青采纳,获得10
20秒前
长城干红完成签到 ,获得积分0
21秒前
beleve完成签到,获得积分10
21秒前
Denning完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
科研小南瓜完成签到 ,获得积分10
24秒前
26秒前
一一发布了新的文献求助10
27秒前
xxxksk完成签到 ,获得积分10
28秒前
默_古月完成签到 ,获得积分10
28秒前
sunzhou2008完成签到,获得积分10
29秒前
33秒前
33秒前
乙醇完成签到 ,获得积分10
35秒前
友好的季节完成签到 ,获得积分10
36秒前
Yann完成签到 ,获得积分10
36秒前
Tuffy_Du完成签到,获得积分10
37秒前
38秒前
行者+完成签到,获得积分10
41秒前
lxhhh完成签到,获得积分10
42秒前
wxnice发布了新的文献求助10
42秒前
只道寻常完成签到,获得积分10
45秒前
充电宝应助没那么简单采纳,获得10
47秒前
杨老师完成签到 ,获得积分10
52秒前
丁晓格完成签到 ,获得积分10
52秒前
fwz完成签到,获得积分10
52秒前
peipei完成签到,获得积分10
53秒前
wangwang完成签到,获得积分10
57秒前
努力的学完成签到,获得积分10
57秒前
ding应助guojingjing采纳,获得10
57秒前
Cheng完成签到 ,获得积分10
58秒前
简单的裙子完成签到 ,获得积分10
58秒前
深情安青应助方远锋采纳,获得10
1分钟前
ruby30完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 1000
Corrosion and Oxygen Control 600
Yaws' Handbook of Antoine coefficients for vapor pressure 500
Python Programming for Linguistics and Digital Humanities: Applications for Text-Focused Fields 500
Heterocyclic Stilbene and Bibenzyl Derivatives in Liverworts: Distribution, Structures, Total Synthesis and Biological Activity 500
重庆市新能源汽车产业大数据招商指南(两链两图两池两库两平台两清单两报告) 400
Division and square root. Digit-recurrence algorithms and implementations 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2551360
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2177614
关于积分的说明 5609604
捐赠科研通 1898547
什么是DOI,文献DOI怎么找? 947863
版权声明 565519
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 504201