郑州大学发现释放大量钙离子可杀死耐药肿瘤细胞

来源：生物谷

多药耐药性（MDR）---肿瘤对多种药物产生耐药性的过程---是癌症化疗失败的主要原因。肿瘤细胞通常通过促进它们自身产生将药物泵出细胞的蛋白来获得多药耐药性，从而使得化疗无效。如今，在一项新的研究中，来自中国郑州大学的研究人员开发出可以在肿瘤细胞内释放出大量的钙离子、抑制药物泵和逆转多药耐药性的纳米颗粒。

相关研究结果于2020年10月16日在线发表在Nano Letters期刊上，论文标题为“Nanoenabled Intracellular Calcium Bursting for Safe and Efficient Reversal of Drug Resistance in Tumor Cells”。论文通讯作者为郑州大学的Kaixiang Zhang、Zhenzhong Zhang和Jinjin Shi。

图片来自Nano Letters, 2020, doi:10.1021/acs.nanolett.0c03042。

一种名为P-糖蛋白（P-glycoprotein, P-gp）的泵蛋白常常在多药耐药性中发挥关键作用。P-糖蛋白位于细胞膜中，它利用三磷酸腺苷（ATP）提供的能量将药物泵出肿瘤细胞。科学家们已经尝试用各种方法阻断P-糖蛋白，如使用小分子抑制剂或剔除ATP。然而，迄今为止使用的策略可能会引起副作用，或者这些策略中使用的药物在体内不稳定。有些治疗药物可能难以制备。在这项新的研究中，这些研究人员想用不同的方法阻断P-糖蛋白。之前的研究已表明，让肿瘤细胞负载过量钙离子，既可以减少P-糖蛋白的产生，又可以降低ATP的水平。但是，他们需要找到一种方法，将大量的钙离子与化疗药物一起，递送到癌细胞中。
这些研究人员制造出“钙离子纳米生产者（calcium ion nanogenerator, TCaNG）”，具体过程为：让磷酸钙纳米颗粒装载化疗药物阿霉素（doxorubicin），然后在这些纳米颗粒上包被允许TCaNG靶向进入癌细胞的分子。一旦进入细胞内部，TCaNG就会进入一个酸性区室，TCaNG在那里解体，同时释放出阿霉素和大量钙离子。当他们在实验室的培养皿中对癌细胞进行TCaNG测试时，ATP和P-糖蛋白的产生都减少了，这使得阿霉素能够杀死之前对药物产生耐药性的肿瘤细胞。在荷瘤小鼠身上进行测试时，经过TCaNG治疗的小鼠在治疗21天后在肿瘤大小方面明显比对照组小，而且无明显副作用。

参考资料：
1.Junjie Liu et al. Nanoenabled Intracellular Calcium Bursting for Safe and Efficient Reversal of Drug Resistance in Tumor Cells. Nano Letters, 2020, doi:10.1021/acs.nanolett.0c03042.
2.Calcium bursts kill drug-resistant tumor cells
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-10/acs-cbk101620.php