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同济大学研究团队提出:“非药物疗法”治疗耐药性肿瘤

2022-04-08 11:07:00 来源:MBA环球网
同济大学研究团队提出:“非药物疗法”治疗耐药性肿瘤

“自组装”是化学分子自动形成纳米材料的一个过程。通过设计由几个氨基酸分子构成的短肽,使其在活细胞内进行自组装,就可以阻断细胞中的一种细胞器——微管的形成,从而达到抑制肿瘤细胞增殖的目的;同时,该过程还可以干扰素有细胞“能量工厂”之称的另外一种细胞器——线粒体的功能。通过上述“阻断微管抑制肿瘤增殖、限供能量促进细胞凋亡”的方式,就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性肿瘤的治疗提供了新思路。日前,同济大学杜建忠、范震团队的这一研究成果发表于国际顶级期刊《美国化学会志》。

化疗是治疗肿瘤的主要方法之一,但也容易诱发肿瘤耐药性,从而导致“无药可治”。因此,开展针对耐药肿瘤的“非药物疗法”研究具有重要的临床价值和社会意义。

微管是由微管蛋白构成的一种重要的细胞骨架,在动物细胞有丝分裂DNA合成后期(G2期)参与中心体的形成。在肿瘤细胞分裂间期(M期),中心体会引导细胞分裂,即意味着肿瘤扩增。因此,抑制微管的形成就可能抑制肿瘤扩增。另外,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,继而抑制耐药肿瘤。

目前,医学上主要采用化疗药来抑制微管的形成并干扰线粒体功能。然而,患者难以承受因反复、长期使用化疗药而导致的高系统性毒性。由此产生了一个具有挑战性的科学问题:如何通过“非药物疗法”来抑制肿瘤细胞中微管的形成并导致线粒体功能紊乱,治疗耐药肿瘤?

针对该问题,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,以干扰微管蛋白聚合的方式调控细胞周期(G2/M)并干扰线粒体功能,进而治疗耐药肿瘤?

团队提出了“阻断微管抑增殖、限供能量促凋亡”的“非药物疗法”,并以耐药黑色素瘤为肿瘤模型开展研究。研究人员向耐药黑色素瘤细胞中引入一种由三个氨基酸构成的短肽,其在细胞内通过酶促自组装形成了纳米颗粒。研究发现,将纳米颗粒与微管蛋白共孵育后,可有效抑制微管蛋白聚合。

在经过“非药物疗法”治疗后,耐药肿瘤细胞内的微管形成受到了有效抑制,使得细胞不能无限分裂;同时,线粒体功能紊乱也诱导了凋亡因子的过表达,促进了耐药肿瘤细胞的凋亡,这样就“双管齐下”地逆转了肿瘤耐药性,并实现了耐药肿瘤的有效治疗。

体内实验进一步证明了“非药物疗法”可有效逆转肿瘤耐药性。在黑色素瘤周注射短肽后,肿瘤体积相比对照组减少了87.4%。同时,与化疗药物治疗组相比,“非药物疗法”能有效减少或避免毒性。

同济大学高分子材料系博士生孙敏为论文的第一作者,杜建忠教授和范震研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金面上项目等资助。

(本报记者 孟歆迪)

责编:谷小金
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