Sci Rep：癌症药物载体结构如何影响其靶向性

来源：本站原创 2021-01-29 23:10

癌症的罪魁祸首是细胞的分裂已经变得无法控制。这些细胞获得了优于正常细胞的生长优势，并通过改变参与生长和代谢的细胞途径来操纵其环境。在过去的几十年中，很多研究揭示了癌细胞相关的分子途径和蛋白质活性的改变，并且已被确定为治疗干预的目标。

2021年1月29日讯 /生物谷BIOON/ --癌症的罪魁祸首是细胞的分裂已经变得无法控制。这些细胞获得了优于正常细胞的生长优势，并通过改变参与生长和代谢的细胞途径来操纵其环境。在过去的几十年中，很多研究揭示了癌细胞相关的分子途径和蛋白质活性的改变，并且已被确定为治疗干预的目标。

然而，如何选择性靶向癌细胞并确保药物以足够的量到达肿瘤，同时不会严重影响正常细胞，仍然具有挑战性。在这方面，具有生物相容性递送载体（对正常细胞无毒）可能具有应用潜力。

一种潜在的候选物质是卟啉，卟啉是一组有机环状化合物，可形成人体中几种蛋白质的功能中心。卟啉以其光敏作用而闻名，也就是说，它们具有在光刺激下释放活性氧的能力。这些反应性物质使卟啉具有抗癌活性。卟啉还有另一个优势：在结构上，它们由四个称为吡咯亚基的亚基组成，这些亚基赋予它们特定的电子特性。这些电子性质与癌细胞上的受体结合，促进卟啉在癌细胞中的选择性积累，从而用作有效的药物递送系统。但是，与卟啉结合的官能团的空间位置（原子排列）如何促进卟啉偶联药物在癌细胞中的最大积累和分布尚未得到很好的研究。

（图片来源：Www.pixabay.com）

为了回答这个问题，东京理科大学的研究人员更深入地研究了卟啉衍生物的结构如何影响肿瘤的积累。他们的发现发表在《Scientific Reports》杂志上。主持这项研究的Tojo博士在解释其动机时说：“卟啉由于其在癌细胞中的蓄积能力而被用作治疗癌症的新药的基本骨架。它们具有不同的官能团修饰位置以进行药物结合。这些位置是否赋予不同的物理性质和膜通透性尚不清楚，我们的目的是研究这些差异如何影响药物的递送。” 在他们的研究中，研究人员探索了卟啉中官能团的β（第三）和内消旋（中间）位置。首先，他们使用乳腺癌细胞系研究了这些功能性位置如何影响癌细胞。他们发现，介孔衍生物在细胞中的蓄积量比β衍生物高3倍，而且具有较小官能团的衍生物比较大的衍生物具有更好的聚集性。

接下来，他们研究了这些官能团的位置如何影响卟啉进入癌症的途径。他们发现卟啉结合物与血浆蛋白形成复合物，从而促进它们通过内吞小泡的转运。另外，这些化合物还可以通过细胞膜扩散到细胞质中。此外，考虑到它们的富电子性质，卟啉可能与将其转运至细胞的血清蛋白相互作用。因此，研究人员测量了不同的位置如何影响这些卟啉偶联物与血清蛋白的亲和力，以及增加的亲和力如何增强肿瘤的积累。他们发现，介观位置改善了卟啉缀合物的细胞内积累，但对小功能基团向细胞内的移动没有重大影响。

Tojo博士总结了他们的发现，“我们的研究表明，卟啉的官能团修饰位置极大地影响了膜的通透性和细胞内肿瘤的积累。我们希望我们的发现可以为新型卟啉的结构设计提供指导。” 总体而言，他们的研究深入了解了如何考虑药物传递系统（如卟啉）的结构以达到最大功效，从而有望为癌症药物传递的发展铺平道路。（生物谷Bioon.com）

资讯出处：How a cancer drug carrier's structure can help selectively target cancer cells

原始出处：Koshi Nishida et al, Evaluation of the correlation between porphyrin accumulation in cancer cells and functional positions for application as a drug carrier, Scientific Reports (2021). DOI: 10.1038/s41598-021-81725-3

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