Inflamm Regen：发现特异性支持胰腺癌干细胞生长和维持的杂聚合物 PA531

胰腺腺癌（pancreatic adenocarcinoma）是最致命的人类癌症之一，但有效的治疗方法仍有待确立。癌干细胞（cancer stem cell, CSC，也称为肿瘤干细胞或癌症干细胞）对抗癌药物具有很强的抵抗力，深入了解它们的微环境壁龛（microenvironmental niche）对于理解和解决癌症根除问题非常重要。然而，由于癌症干细胞壁龛由多种生物和理化因素组成，因此开发能再现其复杂特征的多学科工具是必不可少的。合成聚合物（synthetic polymer）因其可调整的生物功能而被研究为具有吸引力的生物材料，而水凝胶技术则进一步赋予了合成聚合物多种多样的物理特性，使其成为分析癌症干细胞壁龛的一种有吸引力的工具。

为了开发能再现胰腺癌干细胞壁龛的创新材料，来自日本东京医科齿科大学和苏格兰爱丁堡大学的研究人员在一项新的研究中进行了聚合物微阵列分析，以确定能优先支持胰腺癌干细胞生长的壁龛模拟支架。相关研究结果近期发表在Inflammation and Regeneration期刊上，论文标题为“A niche-mimicking polymer hydrogel-based approach to identify molecular targets for tackling human pancreatic cancer stem cells”。

这些作者基于聚乙二醇（PEG）的水凝胶技术进一步优化了他们已确定的合成聚合物的壁龛模拟活性。为了揭示经过水凝胶技术优化的合成聚合物支持胰腺癌干细胞生长背后的生物机制，他们采用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）分析了与经过优化的合成聚合物结合的蛋白，并通过 TCGA 数据库中的基因表达和患者预后验证了潜在的治疗靶标。

通过使用人类胰腺腺癌细胞系 KLM1 进行聚合物微阵列筛选，这些作者发现了一种由甲基丙烯酸 2-甲氧基乙酯（MEMA）和甲基丙烯酸 2-（二乙基氨基）乙酯（DEAEMA）（5.5:4.5）组成的杂聚合物 PA531，能够特异性地支持胰腺癌干细胞的生长和维持。杂聚合物PA531经水凝胶技术优化后被转化成五种水凝胶（PA531-HG1、PA531-HG2、PA531-HG3、PA531-HG4和PA531-HG5），并开发出具有最高胰腺癌干细胞壁龛模拟活性的优化支架。鉴于胰腺腺癌患者的基因表达水平和预后与这种壁龛模拟聚合物相关的蛋白之间存在相关性，他们利用这种能重现胰腺癌干细胞结合和控制的壁龛模拟聚合物确定了胎球蛋白B（fetuin-B）和血管紧张素原（angiotensinogen）这两种蛋白为具有临床意义的候选靶标分子。

利用胰腺癌干细胞进行聚合物微阵列分析，鉴定模拟壁龛的聚合物材料。图片来自Inflammation and Regeneration, 2023, doi:10.1186/s41232-023-00296-0。

综上所述，这项新的研究筛选了适合重现胰腺癌干细胞壁龛的生物功能聚合物，并成功制备了一种具有高度壁龛模拟能力的水凝胶。它还发现了两种具有临床意义的可溶性因子，可作为胰腺癌的生物标志物和治疗靶标。这种基于生物材料的方法可能通过靶向胰腺癌干细胞壁龛，成为药物发现和治疗开发的新平台。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Yoshitaka Murota et al. A niche-mimicking polymer hydrogel-based approach to identify molecular targets for tackling human pancreatic cancer stem cells. Inflammation and Regeneration, 2023, doi:10.1186/s41232-023-00296-0.