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天津大学设计新型纳米武器精准打击癌细胞
2020-12-08 17:24:00
天津大学

  传统癌症化疗在靶向性、耐药性、副作用、转移复发等方面存在一系列问题。近日,天津大学药物科学与技术学院赵燕军、王征团队设计了一种基于细胞铁死亡机理的新型纳米药物载体,其具有选择性、广谱性等特点,有望在对正常细胞‘’零”损伤的前提下,高效消灭实体肿瘤细胞,相关研究成果发表在《ACS Nano》杂志上,为人类战胜癌症带来新的希望。

  铁死亡是一种铁离子依赖的新型细胞死亡方式,其在形态、生化和遗传特征上都与凋亡、自噬等其它细胞死亡途径不同,具体特征是特异性脂质过氧化物累积造成的细胞内氧化还原稳态失衡。还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)是维持细胞内氧化还原稳态的关键分子之一;研究者发现通过在肿瘤细胞内选择性消耗NADPH可增强肿瘤细胞的铁死亡。赵燕军、王征教授团队设计了含有“偶氮苯”和“硝基咪唑”功能基团的双重缺氧敏感高分子纳米胶束载体,包载小分子铁死亡诱发剂,选择性攻击癌细胞。以小鼠乳腺癌细胞为模型,该团队研发的这种高分子载体不仅可以增强肿瘤细胞的药物摄取、实现药物在胞内的可控释放,还可大量消耗肿瘤细胞内的NADPH,进而导致谷胱甘肽(GSH)和硫氧还蛋白(Trx)的耗竭,并进一步抑制谷胱甘肽过氧化酶4 (GPX4)的活性,从而增敏肿瘤细胞铁死亡(图1)。由于乏氧实体肿瘤与常氧正常组织内的氧气浓度差异巨大,该类载体的铁死亡增敏作用仅限于肿瘤细胞,对正常细胞几乎没有毒性。

  研发人员介绍该项成果具有以下三大优势:一、选择性,依据是否缺氧区分肿瘤组织和正常器官/组织,可减少对健康细胞的“误伤”。二、广谱性,对各类乏氧实体肿瘤均有疗效。三、抗耐药性,对基于凋亡机理的耐药细胞具有高度敏感性。

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