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中山大学附属第五医院周斌、李丹团队《ACS AMI》:仿生载砷纳米药物靶向诱导肝癌铁死亡

日期: 来源:化学与材料科学收集编辑:化学与材料科学

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肝癌是目前最常见及发病率最高的恶性肿瘤之一,肝癌患者5年生存率普遍低于20%。现阶段,临床早中期肝癌患者的治疗方式主要为部分切除和肝移植手术,然而大量肝癌患者诊断时已为中晚期不能接受手术,只能进行全身系统性治疗,但是效果并不理想。疗效欠佳的原因为抗癌药物主要通过诱导肿瘤细胞凋亡杀伤肿瘤,但与此同时肝癌细胞也能够开启自我保护机制获得凋亡抵抗能力,导致疗效下降。因此,通过触发非凋亡性的细胞死亡方式来清除肝癌细胞、控制抗药细胞克隆的形成和扩增可能为肝癌治疗的思路。
铁死亡(Ferroptosis)是一种铁依赖性的,以脂质过氧化物累积为特征的一种新型程序、性细胞死亡方式,其机制及形态学上均不同于凋亡。因不需凋亡通路类似的多级信号传导,铁死亡具有更加高效且迅速的致死能力。诱导铁死亡也被证实能有效清除治疗抵抗的肿瘤细胞。因此,诱导铁死亡是一种极具潜力的抗肿瘤方案。目前,大部分铁死亡诱导剂为小分子化合物,由于缺乏循证医学依据其生物安全性尚不明确,导致临床转化受到严重限制。研究表明多种抗肿瘤药物能够诱导铁死亡,但同时存在起效浓度高、靶向性差等问题。因此开发安全高效且适用于肝癌临床治疗的铁死亡诱导剂为基于铁死亡的肝癌治疗方案设计的关键。考虑到纳米药物递送系统可实现药物的精准输送、实时监测释放,提高药物生物利用度及靶向性,建立诱导铁死亡的抗肿瘤纳米药物递送系统能够为肝癌的系统治疗发展提供新策略。

中山大学附属第五医院周斌主任医师和李丹研究员团队首次证实三氧化二砷可以高效诱导肝癌细胞铁死亡(1)。在此基础上,采用“溶剂热”法合成多孔纳米氧化铁作为三氧化二砷载体,并采用肝癌细胞膜进行包裹修饰,制备合成了AFN@CM纳米药物。相比游离砷(ATO),AFN@CM纳米药物可显著提高肝癌细胞内铁砷浓度,从而更有效的诱导肝癌细胞铁死亡(2)。体内外实验结果表明,肝癌细胞膜包的裹修饰能够有效“伪装”纳米颗粒,显著促进肝癌细胞对纳米药物的吞噬摄取,减少了肝肾的截留,实现了肿瘤同源靶向富集(3)。以上特性使得AFN@CM纳米药物能够高效地诱导小鼠皮下肝癌组织铁死亡,最终显示良好的肿瘤抑制效果(4)。与此同时,实验结果也表明该纳米药物具有良好的生物相容性及生物安全性。该研究于2023年1月25日发表于ACS Applied Materials & Interfaces
图1. 三氧化二砷能高效诱导肿瘤细胞铁死亡
图2. AFN@CM纳米药物能更显著的诱导肝癌细胞铁死亡
图3. AFN@CM纳米药物能显著富集于肿瘤组织
图4. AFN@CM纳米药物可高效诱导肿瘤细胞铁死亡,具有良好的肿瘤治疗效果

作者简介

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周斌 主任医师,博士生导师,中山大学附属第五医院脑血管病中心主任,神经介入科主任,广东省杰出青年医学人才,现任中国医院协会介入医学中心分会常务委员、中国医师协会神经介入专委会青年委员、广东省医院协会介入医学专委会副主任委员、广东省医师协会神经介入医师分会常务委员、介入医师分会常务委员等职,岭南名医、第二届南粤好医生。主持国家自然科学基金、广东省自然科学基金等项目。研究方向为:肝脏疾病及脑血管疾病诊疗的临床及基础研究,在相关领域以第一/通讯作者发表高水平论文10余篇,其中包括HEPATOLOGY,J Control Release、ACS Appl Mater Interfaces 等国际学术期刊。


李丹,研究员,博士生导师。中山大学附属第五医院核医学科副主任,任中华医学会放射学分会分子影像学组委员、广东省医学会放射医学分会第十一届委员会分子影像学组副组长。主持国家自然科学基金面上项目、青年科学基金项目、国家重点研发计划分课题等项目。研究方向为分子影像技术在重大疾病诊疗中的应用,在相关领域以第一或通讯作者发表学术论文20余篇,其中包括:J Nucl Med、J Control Release、ACS Appl Mater Interfaces 等国际学术期刊,获得授权发明专利10余项。


原文链接

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c14962


相关进展

吉大刘轶教授/张松灵教授/张皓教授 JACS:模拟含铁蛋白的超分子纳米材料通过铁死亡治疗肿瘤


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