由于肿瘤组织的血管生长无法跟上肿瘤细胞的增殖速度，因此肿瘤内部氧气的消耗要大于供给，从而导致了肿瘤酸性和缺氧的微环境。目前治疗肿瘤常用的靶向载体有脂质体、聚合物胶束、纳米粒子等，但是这些载体在体内具有循环时间短、渗透能力弱、缺少对缺氧区域的靶向能力等特点，从而很难对肿瘤缺氧区域进行靶向治疗。
        近日，加拿大蒙特利尔综合理工学院Sylvain Martel教授领衔的研究团队在《Nature Nanotechnology》杂志上介绍了肿瘤缺氧区域靶向治疗的解决方法。他们通过与蒙特利尔大学、麦吉尔大学的研究团队进行合作，在趋磁细菌的基础上成功研制出了纳米机器人。

        趋磁细菌是指能够在体内合成具有磁性（主要成分为四氧化三铁的磁小体）物质的一类细菌，其特点是在地球磁场的作用下，可以凭借磁力的导向作用向更适宜其生存的缺氧区域移动。基于该特点，研究人员联想到是否可以利用这类细菌将药物运送到肿瘤的缺氧区移动呢？最终研究结果表明，在趋磁细菌基础上研制出的纳米机器人可以借助于外加磁场的导向作用以及细菌本身对缺氧的感知和趋向性作用，可有效地将药物运载到肿瘤缺氧区域进而达到治疗肿瘤的作用。

        研究人员把绿色荧光标记的细菌注射到肿瘤周围并对肿瘤组织的缺氧区域进行染色，通过荧光共聚焦观察该类细菌在肿瘤区域中的分布情况，发现细菌主要分布的位置与缺氧区域相重合，这表明细菌能够主动地向肿瘤缺氧区域移动并富集。研究人员将所观察到的现象归结为三个主要的原因：1.外界磁场对于趋磁细菌的导向作用；2.细菌本身对于缺氧区域的自我推进；3.细菌对于缺氧区域的敏感性和靶向作用。通过与聚合物微球以及死细菌对比，发现后两者在肿瘤内的扩散尤其是向着缺氧区域的靶向作用受到了极大的限制。

        研究人员还利用可断裂的化学键将载有抗肿瘤药物的脂质体连接到细菌表面，进而构建成为以趋磁细菌为载体的新型药物运输系统。在外界磁场以及细菌本身对于缺氧区域的靶向性作用下，更好地将抗肿瘤药物运送到肿瘤组织的深层缺氧区域，并取得了更优的抗肿瘤治疗效果。
        研究人员还解释到：“这种载体不仅可以运载抗肿瘤药物，还可以成为诸如成像试剂以及其他治疗试剂的新型运载工具”。