腫瘤精準治療方法研究
雖然目前出現(xiàn)了許多先進技術(shù),但化療仍然是轉(zhuǎn)移性腫瘤或腫瘤不可切除病變情況的首選治療方案。傳統(tǒng)化療的藥物毒性經(jīng)常導致患者出現(xiàn)惡心、嘔吐、腹瀉、腎臟問題和神經(jīng)病理性疼痛等多種癥狀,嚴重影響患者的生活質(zhì)量。因此,被巧妙設(shè)計成靶向腫瘤部位的智能型化療藥物載體應運而生,但最近的研究表明,這些藥物僅有極少的藥劑量被有效地輸送到腫瘤部位,而剩余的大量藥物則殘留并擴散到了其它重要器官中,造成毒副作用或伴隨誘發(fā)其它疾病。基于此,韓鶴友教授課題組巧妙地設(shè)計了體內(nèi)光熱激活TRPV1通道的Ca2+“瀑布”納米治療平臺,為腫瘤精準治療提供了新的策略。團隊首先制備了“核”CuS納米粒子,接著為其表面包被一層生物相容性良好的CaCO納米“殼”,生成“核殼型”CuS@CaCO3納米顆粒,最后在CuS@CaCO3表面修飾一層磷脂,形成CuS@CaCO3-PEG納米治療系統(tǒng)。其中納米CuS具有光熱轉(zhuǎn)換特性,是構(gòu)建Ca2+“瀑布”的“開關(guān)”,且CuS可增強三維光聲成像效果并為腫瘤治療提供即時診斷的依據(jù)。這個治療體系最突出的優(yōu)點是不引入化療藥物,因此不用擔心化療帶來的毒副作用。TRPV1是一個非選擇性的陽離子通道,對Ca2+優(yōu)先通過,可被熱、低pH和辣椒素等外部條件激活后打開。該通道被打開后,大量的鈣離子穿過細胞膜進入細胞(鈣離子過超載),CuS@CaCO3-PEG納米系統(tǒng)通過EPR效應被動積累在腫瘤部位,腫瘤的微酸環(huán)境導致酸響應的納米碳酸鈣分解,產(chǎn)生大量的鈣離子并釋放裝載的納米CuS;隨后近紅外光在腫瘤部位照射刺激CuS迅速產(chǎn)生大量的熱,從而激活癌細胞表面的TRPV1離子通道,誘使大量的鈣離子內(nèi)流進入癌細胞。線粒體是細胞的能量工廠,同時也是細胞內(nèi)鈣離子平衡的調(diào)節(jié)器,它是關(guān)乎細胞生存的一種亞細胞器。研究發(fā)現(xiàn),鈣離子濃度遠遠超過其調(diào)節(jié)能力(鈣離子過超載)會導致線粒體功能紊亂、細胞內(nèi)線粒體膜電勢受損、ATP能量產(chǎn)生受阻和各種調(diào)節(jié)蛋白異常(Caspase-3、Cyt c上調(diào);Bcl-2下調(diào)等),最終使得癌細胞凋亡。本研究提出的Ca2+“瀑布”治療模式能夠同時在腫瘤微酸環(huán)境和TRPV1通道過表達的條件下被激活,有助于腫瘤的精確治療,且不受限于腫瘤的乏氧環(huán)境;整個治療體系沒有攜帶抗癌藥物,不用擔心治療帶來的系統(tǒng)毒性;由于Ca2+固有的獨特生物學效應,正常細胞比腫瘤細胞更能耐受其破壞性影響;在體內(nèi)釋放的光熱CuS納米顆粒還可增強腫瘤的三維光聲成像,為腫瘤治療提供即時診斷的依據(jù)。這種鈣離子“瀑布”治療策略有望與其他臨床治療相結(jié)合,提高腫瘤治療效果,降低治療帶來的全身性副作用。論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004220302340
華中農(nóng)業(yè)大學
2021-04-11