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植物病毒纳米颗粒成功运载新型抗癌药物,疗效可超传统铂化合物40倍

2019/12/3 10:55:51     来源:咸阳日报

之道网导读:他们将phenanthriplatin(以下简称菲铂)包裹在烟草花叶TMV病毒(tobaccomosaicvirus)纳米级颗粒中进行施药之后,不仅缩小了......

凯斯西储大学(CaseWesternReserveUniversity)和麻省理工学院(MassachusettsInstituteofTechnology)的科学家发现,当他们将phenanthriplatin(以下简称菲铂)包裹在烟草花叶TMV病毒(tobaccomosaicvirus)纳米级颗粒中进行施药之后,不仅缩小了小鼠的三阴癌,而且治后肿瘤还比传统抗癌药顺铂(cisplatin)或未包裹的菲铂小四倍。这一研究成果发表于美国化学协会的ACSNano期刊。

铂类药物早在20世纪80年代就得到了广泛应用,当这些药物同癌细胞的DNA发生交联,继而阻碍DNA转录时,癌细胞就会。超半数以上的的化疗都依赖于顺铂(cisplatin)和卡铂(carboplatin)等铂类化合物,顺铂尤其对有效。然而,鉴于越来越多的产生了抗药性,科学家一直在研究更新的铂化合物。

2012年,来自麻省理工大学的化学教授史蒂芬·J·立帕德(StephenJ.Lippard)发现,当他用菲啶(phenanthridine)替代顺铂中的一个氯原子时,形成的新化合物菲铂(phenanthriplatin)更易于进入癌细胞,疗效高而副作用小。在直接针对肺癌、乳腺癌、骨癌等肿瘤细胞的实验中,菲铂更表现出相当于顺铂4-40倍的抗癌能力。

立帕德教授的研究在把菲铂应用于模式动物的环节遇到了障碍:注射到患癌小鼠体内的菲铂的疗效同传统铂化合物没有任何区别。他立即意识到,菲铂没能完全发挥作用,很可能是因为在抵达之前就被消耗了。

植物病毒纳米颗粒成功运载新型抗癌药物,疗效可超传统铂化合物40倍

探寻理想给药系统的立帕德教授在凯斯西储大学的生物工程专家妮可·施泰因梅茨(NicoleSteinmetz)那里找到了答案。施泰因梅茨研究的烟草花叶病毒TMV可以说是菲铂完美的载体:它是一根细长中空的圆柱管,半径4纳米,管壁带负电;菲铂的半径大约1纳米,经硝酸银加工后带正电。TMV不会正常的人体细胞,长条形可以使该病毒躲在血管边缘而不被免疫细胞发现,并穿越肿瘤的脉管结构,潜入癌细胞。

由于血液中酸碱值较高,携带有毒菲铂的TMV病毒颗粒直至抵达癌细胞的酸性溶酶体(lysosomalcompartments)内才会被分解。被释放的菲铂同癌细胞DNA以单一位点结合,阻碍DNA转录,造成细胞凋亡,比同DNA形成交联的顺铂杀伤力更大。

立帕德和施泰因梅茨的合作在患三阴(triple-negativebreastcancer)的小鼠体内成功证明了TMV运载菲铂的优越性。他们还在做更多的相关实验,包括研究其他类型的癌症,以及如何加工病毒载体能使其在进入癌细胞后更容易累积。

自从1978年铂化合物被首次批准用于,它们在拯救万千生命的同时,也造成了极大的毒副作用,包括、呕吐、失聪、神经损伤、毒性等等。改变这一现状的钥匙,可能就存在于新型的铂化合物和更安全精准的给药系统之中。


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