構建負載PS的MITO-Porter，并利用癌癥小鼠模型進行驗證實驗

北海道大學8月24日宣布，它已經成功地構建了一個配備有光敏劑(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行的驗證實驗中證明了 "線粒體靶向癌癥光療策略 "的有用性。 這項研究是在該大學的制藥科學研究生院進行的。 這項研究是由該大學藥學研究生院的山田雄馬副教授和原島秀吉教授，以及電子科學研究所的高野裕太副教授領導的研究小組進行的。 該研究結果已發(fā)表在《Nanoscale Advances》上。

癌癥光療有望成為患者身體負擔較輕的治療方法，因為它可以在選定的區(qū)域內殺死癌組織，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胞的增殖而帶來了抗癌的風險。 大多數抗癌藥物通過攻擊細胞核來殺死癌細胞，而細胞核是儲存基因的地方。 然而，為了殺死已經產生抗藥性的癌細胞，有必要針對細胞的其他部分。

在這項研究中，研究人員試圖測試一種破壞癌細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胞的線粒體，在細胞實驗中取得了一些成功。 向線粒體輸送藥物的技術在不斷發(fā)展，我們一直在努力實現向體內癌細胞的線粒體輸送藥物的目標。

在這項研究中，我們構建了一個配備PS的MITO-Porter，并使用攜帶人類衍生癌癥的小鼠進行了驗證實驗，挑戰(zhàn)證明 "針對線粒體的癌癥光療策略 "在動物實驗中的有用性。

MITO-Porter(rTPA)給藥和光照射組的抗腫瘤效果

在這項研究中，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)光照射誘導線粒體中的活性氧(ROS)生成反應作為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)。

我們將熒光標記的rTPA-MITO-Porter加入作為模型癌細胞的人類舌癌細胞(SAS細胞)，并通過熒光顯微鏡觀察納米膠囊的亞細胞定位。 結果顯示，rTPA-MITO-Porter在線粒體中積累，證實了MITO-Porter對rTPA的線粒體傳遞。 另一方面，當使用沒有線粒體靶向能力的陰性對照納米膠囊時，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細胞中，在光照后用WST-1測定法計算細胞活力，以驗證癌癥治療的效果。 在光照組，發(fā)現細胞活力以rTPA的劑量依賴方式下降。 在沒有光照射的情況下，沒有觀察到細胞毒性。

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

與現有藥物的抗癌作用機制不同，它可以用于治療抗藥性癌癥。

與現有藥物的抗癌作用機制不同，針對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。 這種納米膠囊能準確無誤地將癌癥藥物輸送到癌細胞，預計對正常細胞的侵入性也較小，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)學納米膠囊技術的基礎，用于開發(fā)針對線粒體的藥物，線粒體具有多種功能。