原标题:耐药肿瘤的“非药物疗法”
自组装是化学分子自动形成纳米材料的过程。通过设计由几个氨基酸分子组成的短肽,在活细胞中进行自组装,可以阻断细胞内一种细胞器3354微管的形成,从而达到抑制肿瘤细胞增殖的目的。同时,这个过程还可以充当另一个细胞器——线粒体,被称为细胞的“能量工厂”。通过阻断微管抑制肿瘤增殖,限制能量供应促进细胞凋亡,可以有效治疗耐药肿瘤。这种双管齐下的“非药物疗法”为临床晚期肿瘤和耐药肿瘤的治疗提供了新的思路。日前,同济大学杜建中和范震的研究成果发表在国际顶级期刊《美国化学会志》上。
化疗是治疗肿瘤的主要方法之一,但也容易诱导肿瘤产生耐药性,导致“无药可治”。因此,开展耐药肿瘤“非药物疗法”的研究具有重要的临床价值和社会意义。
微管是由微管蛋白组成的重要细胞骨架,参与动物细胞有丝分裂DNA合成后期(G2期)的中心体形成。在肿瘤细胞的分裂间期(M期),中心体会引导细胞分裂,这意味着肿瘤的扩张。因此,抑制微管的形成可能会抑制肿瘤的扩张。此外,线粒体作为细胞能量代谢的主要场所,不仅影响细胞分裂,其功能紊乱时还会诱导细胞凋亡,从而抑制耐药肿瘤。
目前医学上主要使用化疗药物抑制微管的形成,干扰线粒体功能。但患者无法承受化疗药物反复、长期使用带来的高全身毒性。因此,一个具有挑战性的科学问题产生了:如何通过“非药物疗法”治疗耐药肿瘤,抑制肿瘤细胞内微管的形成,导致线粒体功能障碍?
为了解决这一问题,研究团队设想是否可以合成一种无毒的短肽,使其在细胞内自组装形成纳米颗粒,通过干扰微管蛋白聚合来调节细胞周期(G2/M)和干扰线粒体功能,进而治疗耐药肿瘤?
该团队提出了“阻断微管抑制增殖,限制能量供应促进凋亡”的“非药物疗法”,并将耐药黑色素瘤作为肿瘤模型进行研究。研究人员将一种由三种氨基酸组成的短肽引入耐药黑色素瘤细胞,通过酶促自组装形成纳米颗粒。发现纳米粒子与微管蛋白共孵育能有效抑制微管蛋白的聚合。
经过“非药物疗法”治疗后,耐药肿瘤细胞内的微管形成得到有效抑制,使细胞不能无限分裂。同时,线粒体功能障碍还诱导凋亡因子过度表达,促进耐药肿瘤细胞凋亡,从而逆转肿瘤耐药性,实现耐药肿瘤的有效治疗。
体内实验进一步证明,“非药物疗法”可以有效逆转肿瘤的耐药性。黑色素瘤周围注射短肽后,肿瘤体积比对照组缩小了87.4%。同时,与化疗药物治疗组相比,“非药物疗法”能有效降低或避免毒性。
同济大学高分子材料系孙敏博士是论文第一作者,杜建中教授和樊振研究员是论文合著者。该研究得到了国家杰出青年科学基金和国家自然科学基金面上项目的支持。
(记者孟一迪)
(编辑:郝、熊旭)