化院樊春海團隊在發(fā)展納米自噬抑制劑治療實體瘤方面取得進展
細胞自噬與凋亡、衰老等都是細胞生物學(xué)中的重要現(xiàn)象，是依賴溶酶體途徑對胞質(zhì)蛋白和細胞器進行降解的一種過程，在進化上具有高度保守性。自噬與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，且具有兩面性，既可以防止正常細胞轉(zhuǎn)化為腫瘤細胞，也可能增加腫瘤細胞對化療藥物的耐藥性。近期，上海交通大學(xué)、中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所等單位的合作研究發(fā)現(xiàn)，納米金剛石可以用作一種安全高效的自噬抑制劑，顯著提高三氧化二砷對實體腫瘤的治療效果。該研究工作以Nanodiamond autophagy inhibitor allosterically improves the arsenical-based therapy of solid tumors為題，于10月19日在線發(fā)表于《自然-通訊》雜志(Nature Communications 2018, doi: 10.1038/s41467-018-06749-2)。
三氧化二砷，俗稱“砒霜”，是中國研究者發(fā)現(xiàn)可治愈急性早幼粒白血病的特效藥，其分子機制在于選擇性誘導(dǎo)白血病細胞的程序性死亡（凋亡）。然而，砷劑藥物對于實體瘤的治療效果較為有限。其原因在于實體瘤細胞中自噬水平較高，與凋亡形成拮抗，阻礙了實體瘤細胞進入程序性死亡。上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院樊春海團隊（樊春海教授及中科院上海應(yīng)用物理研究所研究員諸穎、王麗華等）提出了一種將納米金剛石與砷劑聯(lián)用的方案，并在肝臟腫瘤的治療中展示出很好的效果。納米金剛石在進入肝臟腫瘤后，可以顯著抑制肝癌細胞的自噬水平。而同步輻射硬X射線熒光成像技術(shù)證明納米金剛石和砷劑在腫瘤組織/細胞中是分離的，在功能上靶向不同的細胞途徑，即自噬與凋亡。兩者在肝癌細胞中的代謝耦聯(lián)顯著促進了程序性細胞死亡。這種聯(lián)合治療方案在肝原位腫瘤小鼠模型上的結(jié)果顯示，肝腫瘤縮小達91%（而單用砷劑藥物的對照組僅縮小28%）。聯(lián)合治療組小鼠在150天內(nèi)的存活率為100%，且晚期肝癌并發(fā)的癥狀明顯減輕。治療結(jié)束后80%小鼠繼續(xù)存活20周以上。該工作為擴大三氧化二砷的治療范圍，特別是對實體腫瘤的治療提供了新思路。
該研究工作得到了上海光源BL15U1線站的支持。
納米金剛石提升三氧化二砷治療肝臟腫瘤能力
a，b，實驗（a）和示意圖（b）顯示三氧化二砷與納米金剛石聯(lián)用通過調(diào)節(jié)細胞自噬治療實體瘤。a左：腫瘤組織中砷分布的X射線熒光顯微成像圖。a右：腫瘤組織電鏡圖（左）和腫瘤組織中自噬相關(guān)蛋白的表達（右）。
論文鏈接：
Nanodiamond autophagy inhibitor allosterically improves the arsenical-based therapy of solid tumors.
Zhifen Cui, Yu Zhang, Kai Xia, Qinglong Yan, Huating Kong, Jichao Zhang, Xiaolei Zuo, Jiye Shi, Lihua Wang, Ying Zhu, Chunhai Fan. Nature Communications, 2018, DOI: 10.1038/s41467-018-06749-2
https://www.nature.com/articles/s41467-018-06749-2
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