National Science Review:刘思金/郑南峰开发新的方法,对于乳腺癌的转移有重要的治疗前景

2020-09-08 阿司匹林 iNature

转移占包括乳腺癌在内的许多肿瘤类型中大多数癌症死亡的原因。上皮-间质转化(EMT)是转移发生和发展的驱动力,但是,目前尚无针对性的阻止EMT的策略可用于对抗转移。据报道,多种工程纳米材料(ENMs)发

转移占包括乳腺癌在内的许多肿瘤类型中大多数癌症死亡的原因。上皮-间质转化(EMT)是转移发生和发展的驱动力,但是,目前尚无针对性的阻止EMT的策略可用于对抗转移。据报道,多种工程纳米材料(ENMs)发挥了有希望的抗癌作用,但是,尚未设计出针对EMT的ENM。钯(Pd)纳米材料(一种ENM)由于其对癌症治疗的良好光热性能而受到了纳米医学的广泛关注。然而,不管这些令人鼓舞的进展如何,很少进行关于ENM对EMT减少转移的作用的研究。因此,进行ENM对EMT靶向转移的作用研究很重要。

2020年9月3日,中国科学院生态环境研究中心刘思金及厦门大学郑南峰共同通讯在National Science Review 在线发表题为“Palladium nanoplates scotch breast cancer lung metastasis by constraining epithelial-mesenchymal transition”的研究论文,该研究发现Pd纳米板(PdPL)优先地生物分布到原发性肿瘤和转移性肿瘤。重要的是,PdPL在有和没有近红外(NIR)照射下均表现出对肺转移的显着抑制作用。

机理研究表明,在PdPL处理后,乳腺癌细胞中的EMT受到显着损害,部分原因是由于抑制了转化生长因子-β(TGF-β)信号传导。令人惊讶的是,发现PdPL与TGF-β蛋白直接相互作用,从而减弱TGF-β在激活其下游信号传导中的功能,这可通过Smad2磷酸化的降低来证明。值得注意的是,TGF-β独立途径也参与破坏EMT和其他重要的生物学过程,这些过程是转移所必需的。另外,NIR照射对PdPL诱导的原发肿瘤和转移的抑制作用产生协同作用。总之,这些结果表明,PdPL通过抑制EMT信号传导显着抑制了转移,从而表明PdPL作为治疗乳腺癌转移的治疗剂具有广阔的前景。

另外,2020年7月2日,清华大学朱永法及中国科学院理化技术研究所Shanyue Guan共同通讯在National Science Review 在线发表题为“Photogenerated holes induced rapid eliminating of solid tumors by the supramolecular porphyrin photocatalyst”的研究论文,该研究建立了一种超分子光催化剂Nano-SA-TCPP,可在600-700 nm波长下进行照射,治疗实体瘤,实体瘤(100 mm3)可以在10分钟内消除。光催化治疗后50天小鼠存活率从0%增加到100%。基于卟啉的光催化剂由于尺寸选择作用可以被癌细胞靶向地内化而不进入正常细胞。该疗法对正常细胞和生物体没有毒性和副作用。而且,光催化疗法对多种癌细胞系有效。由于其高效,安全和通用性,光催化疗法为我们提供了征服肿瘤的新方法。

虽然原发性肿瘤在癌症患者中引起大量发病,但是转移到远处器官是癌症患者中不良疾病结果的主要原因。例如,转移性肿瘤占乳腺癌患者死亡率的90%以上。转移是一个连续的过程,涉及肿瘤细胞在与原发肿瘤生长平行的方向上从原发肿瘤脱落的增加,从而导致肿瘤细胞向远处器官的持续递送,这实质上是一个多步骤的动态级联反应,始于原发肿瘤,需要转移细胞通过淋巴或血液循环,然后将肿瘤细胞沉积在靶器官中。

转移涉及许多复杂的生物学过程,其中上皮-间质转化(EMT)在很大程度上决定了癌细胞在远处器官的侵袭/扩散和随后的重新定位。EMT是一种微调程序,可控制上皮细胞向具有更多成纤维细胞特性的间充质样细胞的转化,从而增加肿瘤细胞的侵袭和迁移能力。在大量的EMT上游调节蛋白中,转化生长因子-β(TGF-β)通过连续调控负责细胞接触,可塑性,运动性,干性等的基因,在转移过程中在驱动EMT中起关键作用。

已知TGF-β配体与其跨膜受体(TGF-βR)结合以磷酸化衔接子和调节蛋白,主要是Smad2和Smad3(Smad2 / 3),以协调基因表达并促进EMT 。正在进行研究以发现可以阻断TGF-β信号传导的药物。

纳米医学继续在癌症疗法的发展中带来空前的优势。工程纳米材料已被广泛研究用于抑制和消除原发性肿瘤的生长。然而,关于使用基于ENM的策略选择性靶向转移的研究仍然相当有限。基于ENM的抗癌方法包括纳米载体辅助的化学/基因递送,光热疗法和免疫疗法。尽管这些治疗有效杀死癌细胞,但一些因素(例如药物泄漏,多药耐药性,近红外(NIR)光的组织穿透深度有限)和免疫耐受性限制了这些治疗的有效性,而基于ENM的选择性抗转移疗法是不可用。

然而,ENM本身在癌症治疗中作为治疗剂的潜力已引起越来越多的关注。例如,包括氧化亚铜,氧化锌和银纳米颗粒在内的ENM本身具有细胞毒性,它们不能选择性杀死癌细胞。在最近的一项研究中,报道了基于钯(Pd)的ENM(例如PdPL)由于其出色的光热和光声特性以及所需的生物/细胞相容性而具有作为癌症治疗剂的潜力。重要的是,与其他ENM相比,PdPL显示出更高的光稳定性,并且更易于定位癌组织。然而,不管这些令人鼓舞的进展如何,很少进行关于ENM对EMT减少转移的作用的研究。因此,进行ENM对EMT靶向转移的作用研究很重要。

该研究发现Pd纳米板(PdPL)优先地生物分布到原发性肿瘤和转移性肿瘤。重要的是,PdPL在有和没有近红外(NIR)照射下均表现出对肺转移的显着抑制作用。机理研究表明,在PdPL处理后,乳腺癌细胞中的EMT受到显着损害,部分原因是由于抑制了转化生长因子-β(TGF-β)信号传导。令人惊讶的是,发现PdPL与TGF-β蛋白直接相互作用,从而减弱TGF-β在激活其下游信号传导中的功能,这可通过Smad2磷酸化的降低来证明。值得注意的是,TGF-β独立途径也参与破坏EMT和其他重要的生物学过程,这些过程是转移所必需的。另外,NIR照射对PdPL诱导的原发肿瘤和转移的抑制作用产生协同作用。

总之,这些结果表明,PdPL通过抑制EMT信号传导显着抑制了转移,从而表明PdPL作为治疗乳腺癌转移的治疗剂具有广阔的前景。

原始出处:

Shunhao Wang, Jingchao Li, Mei Chen, et al.Palladium nanoplates scotch breast cancer lung metastasis by constraining epithelial-mesenchymal transition.National Science Review, nwaa226, https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa226Published: 03 September 2020

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  1. 2020-09-08 tiancaiwxb

    说句体外他,在pubmed上基本搜不到nat sci rev的文章,看来美国在检索规则上动了手脚,这样会大大降低这个杂志的影响力。还有感觉现在的国产杂志为了保住影响因子,刻意压低发文量,这样根本不可能有真正的影响力

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