首创治转移性肝癌新方法 通过纳米粒子光照切断癌细胞能量供应

[所属分类:新闻动态] [发布时间:2019-9-2] [发布人:] [阅读次数:] [返回]

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2019年7月11日，Nature 子刊 Nature Communications 杂志发表了来自南京大学和加州大学洛杉矶分校合作的最新研究：Eradication of unresectable liver metastasis through induction of tumour specific energy depletion。该研究通过光敏剂结合纳米粒子靶向肝癌细胞，通过给予光照，特异性切断癌细胞的ATP能量供应，从而选择性地消除转移性癌细胞。

由于纳米材料在通过血液进入后，会很好地积聚在肝脏中，因此纳米医学现在越来越被认为是对抗肝脏异常的有希望的武器。

众所周知，ATP是细胞的最直接能量来源，正常情况下，细胞通过氧化磷酸化产生ATP，供给细胞能量，而癌细胞则是对糖酵解的偏好由于氧化磷酸化。癌细胞的这种现象也被称为Warburg效应。

对于癌细胞来说，抑制糖酵解会导致其氧化磷酸化的补偿性激活，因此，想通过切断能量供给的方式来攻克肿瘤，就需要同时抑制糖酵解和氧化磷酸化。

该研究合成了由光敏剂（Ce6）包封的介孔二氧化硅纳米粒子（MSN）和W18O49纳米粒子（WONP）组成的混合体系。MSN和WONP分别用三苯基鏻（TPP）和核定位序列（NLS）功能化，这使得它们能够选择性地与线粒体和细胞核结合。

接下来，靶向细胞核的WONP通过组织蛋白酶B可切割的肽与靶向线粒体的MSN共价缀合，组织蛋白酶B在各种癌症中异常高表达。

在癌细胞中，靶向细胞核的WONP和靶向线粒体的MSN在富含组织蛋白酶B的溶酶体中破裂，释放具有不同亚细胞目的地的Mito（T）和Nuc（T）。然后，施加激光照射（633nm，接着1064nm），以分别依次触发由Ce6和WONP介导的光动力疗法（PDT）和光热疗法（PTT）。进而破坏线粒体和溶酶体这两种细胞器，切断ATP供应。同时，由于组织蛋白酶B在正常肝脏细胞中活性不足，因此不会破坏正常肝脏细胞。

总的来说，这项研究证明了基于代谢的肿瘤选择性治疗策略，通过利用能量消耗机制来克服肝转移癌细胞的可行性。鉴于组织蛋白酶B在多种肿瘤中都存在异常高表达，以及癌细胞普遍存在的代谢表型，表明这种策略可能对多种类型的癌症都有潜在治疗效果。

研究背景

在各种器官中，肝脏是癌细胞定植的最常见部位，这导致肝转移的高发生率及癌症相关死亡的高发生率。

到目前为止，手术是治疗肝转移的最有效方法。然而，不幸的是，大多数肝转移病例在诊断出来时已是晚期，此时手术已经不再有效。

而且，肝脏是负责强烈代谢活动的器官，肝脏本身非常容易受到与化疗相关的并发症的影响，从而抑制化学疗法带来的生存益处。因此，开发出新方法延长肝转移患者的寿命，就显得更加迫切。