構(gòu)建負(fù)載PS的MITO-Porter，并利用癌癥小鼠模型進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

北海道大學(xué)8月24日宣布，它已經(jīng)成功地構(gòu)建了一個(gè)配備有光敏劑(PS)的線粒體靶向納米膠囊，并在使用攜帶人類癌癥的小鼠進(jìn)行的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中證明了 "線粒體靶向癌癥光療策略 "的有用性。 這項(xiàng)研究是在該大學(xué)的制藥科學(xué)研究生院進(jìn)行的。 這項(xiàng)研究是由該大學(xué)藥學(xué)研究生院的山田雄馬副教授和原島秀吉教授，以及電子科學(xué)研究所的高野裕太副教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組進(jìn)行的。 該研究結(jié)果已發(fā)表在《Nanoscale Advances》上。

癌癥光療有望成為患者身體負(fù)擔(dān)較輕的治療方法，因?yàn)樗梢栽谶x定的區(qū)域內(nèi)殺死癌組織，而不需要切除患處。 然而，目前的光療原理由于未被殺死的癌細(xì)胞的增殖而帶來了抗癌的風(fēng)險(xiǎn)。 大多數(shù)抗癌藥物通過攻擊細(xì)胞核來殺死癌細(xì)胞，而細(xì)胞核是儲(chǔ)存基因的地方。 然而，為了殺死已經(jīng)產(chǎn)生抗藥性的癌細(xì)胞，有必要針對(duì)細(xì)胞的其他部分。

在這項(xiàng)研究中，研究人員試圖測試一種破壞癌細(xì)胞線粒體的新型癌癥光療法。 該研究小組以前曾使用線粒體靶向納米膠囊(MITO-Porter)將抗癌藥物送入耐藥癌細(xì)胞的線粒體，在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中取得了一些成功。 向線粒體輸送藥物的技術(shù)在不斷發(fā)展，我們一直在努力實(shí)現(xiàn)向體內(nèi)癌細(xì)胞的線粒體輸送藥物的目標(biāo)。

在這項(xiàng)研究中，我們構(gòu)建了一個(gè)配備PS的MITO-Porter，并使用攜帶人類衍生癌癥的小鼠進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，挑戰(zhàn)證明 "針對(duì)線粒體的癌癥光療策略 "在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中的有用性。

MITO-Porter(rTPA)給藥和光照射組的抗腫瘤效果

在這項(xiàng)研究中，我們選擇了一種具有卟啉骨架的新型化合物(rTPA)，它可以通過近紅外(700納米)光照射誘導(dǎo)線粒體中的活性氧(ROS)生成反應(yīng)作為PS。 在分子傳遞方面，研究小組使用了MITO-Porter，一種由研究小組開發(fā)的針對(duì)線粒體的納米膠囊。 為了將rTPA輸送到線粒體，研究了加載rTPA的MITO-Porter(rTPA)的構(gòu)造。 我們成功地制備了納米大小的顆粒(顆粒大小：100-200納米，ζ電位：+30-40毫伏)。

我們將熒光標(biāo)記的rTPA-MITO-Porter加入作為模型癌細(xì)胞的人類舌癌細(xì)胞(SAS細(xì)胞)，并通過熒光顯微鏡觀察納米膠囊的亞細(xì)胞定位。 結(jié)果顯示，rTPA-MITO-Porter在線粒體中積累，證實(shí)了MITO-Porter對(duì)rTPA的線粒體傳遞。 另一方面，當(dāng)使用沒有線粒體靶向能力的陰性對(duì)照納米膠囊時(shí)，沒有觀察到rTPA-MITO-Porter在線粒體中的積累。

然后將rTPA-MITO-Porter加入到SAS細(xì)胞中，在光照后用WST-1測定法計(jì)算細(xì)胞活力，以驗(yàn)證癌癥治療的效果。 在光照組，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞活力以rTPA的劑量依賴方式下降。 在沒有光照射的情況下，沒有觀察到細(xì)胞毒性。

此外，在小鼠癌模型中評(píng)估了皮下移植SAS細(xì)胞后MITO-Porter(rTPA)的抗腫瘤效果。 結(jié)果顯示，MITO-Porter(rTPA)顯著抑制了rTPA處理的小鼠的癌細(xì)胞生長。 這些結(jié)果證明了癌癥光療在針對(duì)癌癥線粒體方面的作用。

與現(xiàn)有藥物的抗癌作用機(jī)制不同，它可以用于治療抗藥性癌癥。

與現(xiàn)有藥物的抗癌作用機(jī)制不同，針對(duì)線粒體的癌癥治療策略有望在治療抗藥性癌癥方面發(fā)揮作用。 這種納米膠囊能準(zhǔn)確無誤地將癌癥藥物輸送到癌細(xì)胞，預(yù)計(jì)對(duì)正常細(xì)胞的侵入性也較小，這可能有助于解決盡管藥物有效但病人因副作用而放棄治療的問題。

此外，該研究小組說，這種納米膠囊還可以作為醫(yī)學(xué)納米膠囊技術(shù)的基礎(chǔ)，用于開發(fā)針對(duì)線粒體的藥物，線粒體具有多種功能。