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天津工大高輝/天津理工安金霞 Acta Biomater.:具有抑制水通道蛋白3作用的光熱交聯(lián)聚合物納米平臺用于抗乳腺癌轉(zhuǎn)移治療
2022-09-21  來源:高分子科技

  乳腺癌居女性癌癥發(fā)病率首位。腫瘤轉(zhuǎn)移導(dǎo)致乳腺癌患者死亡,是癌癥治療亟待攻克的重大難題之一。而腫瘤細(xì)胞遷移是腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵步驟。眾所周知,相比正常細(xì)胞,腫瘤細(xì)胞吸收更多水分子來滿足細(xì)胞的快速增殖和轉(zhuǎn)移,其利用細(xì)胞膜上的一種水通道蛋白(Aquaporins,AQPs)實現(xiàn)水的快速跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。諸多研究證明水通道蛋白3(AQP3,一種水通道蛋白亞型),是乳腺癌細(xì)胞遷移的重要因素。近來,研究發(fā)現(xiàn)AQP3不僅對水分子具有通透性,亦是H2O2分子的跨膜運(yùn)輸通道。AQP3作為H2O2分子運(yùn)輸通道,將細(xì)胞外由趨化因子CXCL12調(diào)控NADPH氧化酶2所產(chǎn)生的H2O2輸送到細(xì)胞內(nèi),H2O2在細(xì)胞內(nèi)氧化蛋白酪氨酸磷酸酶1B,并進(jìn)一步激活磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B信號通路,促使癌細(xì)胞發(fā)生遷移(Mol. Cell Biol. 2016, 36, 1206-1218.)。因此,抑制AQP3活性,阻斷乳腺癌細(xì)胞遷移信號,有望預(yù)防與治療乳腺癌的轉(zhuǎn)移。


  該研究制備了一種光熱交聯(lián)聚合物納米載體用于傳送AQP3抑制劑,Auphen。通過Auphen抑制乳腺癌細(xì)胞遷移,光熱抑制癌細(xì)胞增殖,實現(xiàn)抗乳腺癌轉(zhuǎn)移治療。聚合物納米載體由三個模塊組成:1pOEGMA-co-pMEO2MA作為溫度響應(yīng)模塊;2pCyanineMA作為近紅外(NIR)光吸收模塊用于光熱治療,并與pOEGMA-co-pMEO2MA協(xié)作獲得近紅外光刺激響應(yīng)性藥物釋放;3pPBAMA-Dex作為腫瘤微酸性環(huán)境響應(yīng)模塊。Auphen通過靜電相互作用封裝到納米載體中。所設(shè)計的納米平臺(Auphen@pOMPC-Dex具有pH和近紅外光刺激響應(yīng)的藥物釋放行為,并對乳腺癌細(xì)胞內(nèi)H2O2的吸收具有較強(qiáng)的抑制作用(圖1),進(jìn)而抑制了乳腺癌細(xì)胞的遷移(圖2)。乳腺癌小鼠模型中,Auphen@pOMPC-Dex顯著減少了荷瘤小鼠的肺轉(zhuǎn)移數(shù)量(圖3)。


1. MCF-7細(xì)胞AMDA-MB-231細(xì)胞(B)和4T1細(xì)胞(C)在PBSI)、AuphenII)和Auphen@pOMPC-DexIII)孵育后的CLMS圖像。



2.(A不同藥物處理后MCF-7細(xì)胞遷移共聚焦圖像。MCF-7細(xì)胞BMDA-MB-231細(xì)胞(C)和4T1細(xì)胞(D)不同藥物處理后細(xì)胞遷移的定量分析。


3.(A注射PBSpOMPC-DexAuphen@pOMPC-Dex 24小時后,用808 nm激光(1.0 W cm-2)照射4T1荷瘤裸鼠體內(nèi)熱成像。(B)注射PBSpOMPC-DexAuphenAuphen@pOMPC-Dex4T1荷瘤小鼠在有光照射的情況下腫瘤體積的變化。(C)荷瘤小鼠對不同治療的體重變化。(D)病理分析各組發(fā)生轉(zhuǎn)移的小鼠數(shù)量。(E)各組腫瘤和肺的照片和H&E染色組織圖像。


  該研究結(jié)果為腫瘤轉(zhuǎn)移的治療提供了一種新的策略。天津工業(yè)大學(xué)高輝教授、天津理工大學(xué)安金霞講師、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射醫(yī)學(xué)研究所楊麗軍副研究員為該文章的共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金委,天津市自然科學(xué)基金委的支持。


  原文鏈接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S174270612200589X

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