5月5日,南京醫(yī)科大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在期刊《Advanced Science》上發(fā)表了題為“Development of a Specific Aptamer-Modified Nano-System to Treat Esophageal Squamous Cell Carcinoma”的研究論文,本研究介紹了ESCC特異性DNA適配體以及一種創(chuàng)新的適配體修飾納米系統(tǒng),用于靶向藥物和基因遞送,以有效抑制ESCC。
研究背景
食管癌是癌癥相關(guān)死亡的第六大常見原因。值得注意的是,中國(guó)約95%的食管癌病例被診斷為食管鱗狀細(xì)胞癌(ESCC)。這種亞型具有高死亡率和不良預(yù)后。ESCC的常規(guī)治療方法包括手術(shù)、化療、免疫療法和放療,以及它們的組合。然而,這些全身治療方法難以區(qū)分正常細(xì)胞和癌細(xì)胞,導(dǎo)致非特異性細(xì)胞毒性和隨后的副作用。這些藥物的療效進(jìn)一步降低,因?yàn)槠浒邢蚰芰Σ蛔?,在ESCC腫瘤內(nèi)的藥物釋放也不一致。因此,ESCC的總體五年生存率仍然非常低,低于20%。這凸顯了迫切需要開發(fā)更有效的ESCC特異性工具,以改善食管癌治療結(jié)果的必要性。
納米藥物遞送系統(tǒng)(NDDS)作為一種重要的藥物載體,因其在癌癥治療中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。這些優(yōu)勢(shì)包括提高藥物溶解度、增強(qiáng)藥物在腫瘤組織內(nèi)的分布、降低細(xì)胞毒性、穿越生物屏障的能力以及聯(lián)合用藥的可能性。關(guān)鍵是,通過將NDDS附著在腫瘤特異性細(xì)胞表面受體上,可以放大藥物遞送的效能和特異性。經(jīng)過修飾的NDDS只靶向惡性細(xì)胞,而對(duì)健康細(xì)胞無害,從而提高了治療效果。在此基礎(chǔ)上,研究人員引入了天然蛋黃脂納米載體(EYLNs)。該載體具有較高的藥物負(fù)載能力、延長(zhǎng)的體內(nèi)循環(huán)時(shí)間、通過增強(qiáng)滲透和保留(EPR)效應(yīng)增加藥物積聚以及改善細(xì)胞內(nèi)滲透等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)保持高生物相容性。它有望有效將化療藥物和核酸藥物直接輸送至腫瘤部位。
研究亮點(diǎn)
研究人員通過蛋白質(zhì)印跡、實(shí)時(shí)細(xì)胞分析(RTCA)、流式細(xì)胞術(shù)和侵襲實(shí)驗(yàn)評(píng)估了EA1-修飾的PTX/siEFNA1-裝載納米藥物對(duì)KYSE-150細(xì)胞的抑制效果。通過EA1修飾顯著提高了siEFNA1的有效遞送,從而顯著降低了ESCC細(xì)胞中的EFNA1表達(dá)。此外,將KYSE-150細(xì)胞暴露于各種納米藥物和PTX后發(fā)現(xiàn),siEFNA1遞送增強(qiáng)了PTX抑制KYSE-150細(xì)胞增殖、遷移、侵襲和提高細(xì)胞凋亡水平的能力。EA1修飾后效果更加顯著。這表明EA1可以增強(qiáng)納米藥物的結(jié)合效率,從而產(chǎn)生更強(qiáng)的抗腫瘤效果。
研究人員采用帶有熒光素酶標(biāo)記的KYSE-150細(xì)胞建立了皮下食管鱗狀細(xì)胞癌小鼠腫瘤模型。在第35天,采用五聯(lián)療法后,治療組小鼠的腫瘤體積明顯減小。與PBS組(350 mm3)相比,僅增長(zhǎng)100 mm3,顯示出顯著差異。這表明siEFNA1有潛力抑制腫瘤生長(zhǎng)。圖1(c-g)中的觀察結(jié)果顯示,與其他治療相比,在EYLNs中加入PTX和siEFNA1的組合效果較佳,導(dǎo)致腫瘤生長(zhǎng)較小化。關(guān)鍵的是,引入EA1修飾進(jìn)一步優(yōu)化了這種抑制作用。雖然EYLN-PTX/siEFNA1已經(jīng)能夠有效地抑制腫瘤生長(zhǎng),但EA1-修飾的版本進(jìn)一步將腫瘤體積和重量減少了約50%。這表明聯(lián)合治療相對(duì)于單一治療具有明顯的優(yōu)勢(shì)。此外,采集腫瘤組織并用轉(zhuǎn)移酶dUTP末端標(biāo)記(TUNEL)和Ki67的免疫組織化學(xué)(IHC)進(jìn)行染色,對(duì)TUNEL和Ki67的特異性染色圖像和定量分析顯示,EA1-EYLNs-PTX/siEFNA1極大地抑制了細(xì)胞增殖并促進(jìn)了細(xì)胞凋亡。用EA1-EYLNs-PTX/siEFNA1治療的小鼠表現(xiàn)出明顯的細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)效應(yīng),這表明其具有強(qiáng)大的抗癌和生長(zhǎng)抑制作用。這與體外抗腫瘤活性評(píng)估中觀察到的積極結(jié)果相吻合。
圖1:EA1-EYLNs-PTX/siEFNA1在KYSE-150荷瘤小鼠體內(nèi)ESCC抑癌效果
研究結(jié)論
總之,本研究結(jié)果表明,經(jīng)過適配體修飾的納米系統(tǒng)有望實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的更有效靶向遞藥和遞送基因。這為食管鱗狀細(xì)胞癌(ESCC)靶向治療提供了潛在的靶向工具,為有前途的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用開辟了途徑。
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