肿瘤精准治疗方法研究
虽然目前出现了许多先进技术,但化疗仍然是转移性肿瘤或肿瘤不可切除病变情况的首选治疗方案。传统化疗的药物毒性经常导致患者出现恶心、呕吐、腹泻、肾脏问题和神经病理性疼痛等多种症状,严重影响患者的生活质量。因此,被巧妙设计成靶向肿瘤部位的智能型化疗药物载体应运而生,但最近的研究表明,这些药物仅有极少的药剂量被有效地输送到肿瘤部位,而剩余的大量药物则残留并扩散到了其它重要器官中,造成毒副作用或伴随诱发其它疾病。基于此,韩鹤友教授课题组巧妙地设计了体内光热激活TRPV1通道的Ca2+“瀑布”纳米治疗平台,为肿瘤精准治疗提供了新的策略。团队首先制备了“核”CuS纳米粒子,接着为其表面包被一层生物相容性良好的CaCO纳米“壳”,生成“核壳型”CuS@CaCO3纳米颗粒,最后在CuS@CaCO3表面修饰一层磷脂,形成CuS@CaCO3-PEG纳米治疗系统。其中纳米CuS具有光热转换特性,是构建Ca2+“瀑布”的“开关”,且CuS可增强三维光声成像效果并为肿瘤治疗提供即时诊断的依据。这个治疗体系最突出的优点是不引入化疗药物,因此不用担心化疗带来的毒副作用。TRPV1是一个非选择性的阳离子通道,对Ca2+优先通过,可被热、低pH和辣椒素等外部条件激活后打开。该通道被打开后,大量的钙离子穿过细胞膜进入细胞(钙离子过超载),CuS@CaCO3-PEG纳米系统通过EPR效应被动积累在肿瘤部位,肿瘤的微酸环境导致酸响应的纳米碳酸钙分解,产生大量的钙离子并释放装载的纳米CuS;随后近红外光在肿瘤部位照射刺激CuS迅速产生大量的热,从而激活癌细胞表面的TRPV1离子通道,诱使大量的钙离子内流进入癌细胞。线粒体是细胞的能量工厂,同时也是细胞内钙离子平衡的调节器,它是关乎细胞生存的一种亚细胞器。研究发现,钙离子浓度远远超过其调节能力(钙离子过超载)会导致线粒体功能紊乱、细胞内线粒体膜电势受损、ATP能量产生受阻和各种调节蛋白异常(Caspase-3、Cyt c上调;Bcl-2下调等),最终使得癌细胞凋亡。本研究提出的Ca2+“瀑布”治疗模式能够同时在肿瘤微酸环境和TRPV1通道过表达的条件下被激活,有助于肿瘤的精确治疗,且不受限于肿瘤的乏氧环境;整个治疗体系没有携带抗癌药物,不用担心治疗带来的系统毒性;由于Ca2+固有的独特生物学效应,正常细胞比肿瘤细胞更能耐受其破坏性影响;在体内释放的光热CuS纳米颗粒还可增强肿瘤的三维光声成像,为肿瘤治疗提供即时诊断的依据。这种钙离子“瀑布”治疗策略有望与其他临床治疗相结合,提高肿瘤治疗效果,降低治疗带来的全身性副作用。论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004220302340
华中农业大学
2021-04-11