《苏州医工所在多药耐药肿瘤细胞标记与治疗的研究中取得进展》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 冯瑞华
  • 发布时间:2018-04-02
  • ABC转运蛋白( ATP Binding Cassette Transporters)是位于肿瘤细胞膜上的一个超家族转运蛋白,可通过 ATP水解供能,逆浓度的将抗肿瘤药物泵出体外。这一现象被称为多药耐药机制,极大增加了肿瘤治疗的难度。近年来,科研人员基于纳米粒子构建了一系列药物载体,认为它们可通过渗透长滞留效应( Enhanced permeability and retention effect, EPR)特异性积累于肿瘤细胞中。同时,由于它们多以内吞的形式进入胞内,规避了 ABC转运蛋白的外排作用,因此可较好的用于肿瘤标记与治疗的相关研究中。

      然而,纳米粒子广泛报道的细胞毒性导致其应用无法展开,同时也给环境及人体健康带来了潜在的威胁。有鉴于此,研究者对纳米粒子毒性机理进行研究,发现该毒性同样与细胞膜上的 ABC转运蛋白活性息息相关。加之 ABC转运蛋白对纳米粒子外排同样会影响其在肿瘤治疗及标记中的效果,因此有必要对 ABC转运蛋白与纳米粒子间的相互作用进行系统性的研究,为纳米粒子药物载体的合成与应用优化提供参考。

      中国科学院苏州医工所尹焕才团队殷建博士受 SCI期刊 Current Medicinal Chemistry邀请,为其撰写综述论文 1篇,就纳米粒子与 ABC转运蛋白的相互作用进行了详细说明,文中概括了 ABC转运蛋白及其抑制剂的研究进展,系统阐述了有机及无机纳米粒子与 ABC转运蛋白相互作用的相关研究进展,并就这一相互作用对新型纳米粒子合成研究的指导作用进行了展望。

      作者通过文献总结,发现有机纳米粒子通过添加表面辅料,包括表面活性剂、聚合物、多糖及脂质体等,可实现对 ABC转运蛋白的机理性抑制。而无机纳米粒子则更多地作为转运蛋白底物,竞争性抑制其功能。

      该综述同时强调,尽管 ABC转运蛋白与纳米粒子的相互作用已有广泛报道,但均为单一现象阐述,并未进行系统证明,其过程中的调控机理尚未明确。因此,未来该领域的研究重点将是对这一相互作用进行的全方位系统证明,并基于此对纳米粒子进行优化和改进,以促进纳米药物在临床医疗中的推广应用。

      该研究成果目前已发表,

      Current understanding of interactions between nanoparticles and ABC transporters. Curr Med Chem, 2018. DOI: 10.2174/0929867325666180314122200(影响因子 3.249, SCI二区)。

      以上工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、江苏省产学研前瞻性联合研究项目的支持。

      图 1:有机及无机纳米粒子与 ABC转运蛋白相互作用的机制。其中,有机纳米粒子表面含有表面活性剂等辅料,可通过改变膜流动性、清除 ATP以及封闭底物结合位点的方式,实现对 ABC转运蛋白活性的抑制。无机纳米粒子则作为转运蛋白底物,竞争性抑制其功能。 .

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    • 宫颈癌是一种常见的致死性疾病,每年有大约 500000人被确诊为宫颈癌,而平均死于宫颈癌的患者每年竟高达近 300000人。放疗是一种治疗宫颈癌的重要手段,尤其是针对那些宫颈癌早期的患者以及那些不适合手术的人群。然而,传统的放疗治疗效果有限,并且存在着严重的毒副作用。这是由于当射线照射肿瘤部位时,只有一小部分射线被肿瘤组织吸收,而大部分射线通过了正常组织而引起了系统毒性。因此,提高肿瘤组织对放疗的敏感性,开发肿瘤组织靶向的放射治疗,并协同其他安全有效的治疗模式是提高宫颈癌治疗效果并降低毒副作用的关键。光热治疗,作为一种由近红外光介导的物理治疗,可以通过产生局部高温而杀死肿瘤细胞而不引起正常组织的损失。有研究表明,高温可以增加肿瘤组织对放疗的敏感性。因此,放疗结合光热治疗是一种极具吸引力治疗手段。然后,寻找一种合适的药剂既能同时驾驭两种治疗模式又能提高放疗的靶向性并增加放疗的敏感性依旧是一个难题。   最近,苏州医工所检验室董文飞研究员课题组与苏州市立医院物理师胡睿根据临床实际情况,构建了一种核壳型的磁金纳米平台。利用金纳米材料的表面等离子共振效应以及光电效应,实现了对宫颈癌的光热治疗与放疗增敏。并利用四氧化三铁核心的高磁响应性能,通过外加磁场,提高了该纳米粒子对肿瘤细胞的靶向性。董文飞课题组通过该纳米粒子开发了高效安全的宫颈癌治疗模式。   实验表明,该磁金纳米颗粒具有均一的球形形貌,极强的磁性,极好的生物相容性以及高效的光热转化能力。在细胞实验中,低浓度的纳米颗粒在短时间的近红外光照射下就可以导致大量的宫颈癌细胞死亡。当结合放疗后,该纳米粒子展现了协同的抗肿瘤效果。同时,外加磁场进一步增强了这种协同治疗对宫颈癌细胞的抑制。因此,我们可以得出结论:磁金纳米颗粒在宫颈癌的靶向协同治疗上,具有极好的临床转化前景。相关工作已发表在 Nanomaterials( Nanomaterials 2017, 7(5), 111; doi:10.3390/nano7050111)上。