Commun Biol：光动力学研究表明 通过一种特殊的自噬机制或能选择性地破坏癌细胞

自1981年以来，在日本癌症一直是导致人群死亡的主要原因，目前，手术、化疗和放疗成为了癌症的主要治疗手段，然而，这些疗法会大大降低患者的术后生活质量，因此目前研究人员迫切需要开发出新型癌症治疗方法。近日，一篇发表在国际杂志Communications Biology上题为“Polphylipoprotein-induced autophagy mechanism with high performance in photodynamic therapy”的研究报告中，来自日本筑波大学等机构的科学家们通过研究进行光动力研究发现，通过一种自噬机制或能选择性地破坏癌细胞。

光动力疗法（PDT，Photodynamic therapy）是一种因创伤性小于其它疗法选择而备受人们关注的新型治疗性手段，在这种疗法中，研究人员首先会将光敏剂（photosensitizer）注射到机体中，随后将患病区域暴露于光霞，该区域中的光敏剂就会诱导产生光化学反应，这一过程就会产生活性氧（ROS），从而导致癌细胞的破坏。

为了改善PDT的表现，深入理解光敏物质在细胞中特异性积累的机制以及ROS如何仅有效杀死癌细胞就显得尤为重要了；文章中，研究人员重点强调了最近开发的光敏剂—polphylipoprotein (PLP)，其以治疗高效性而闻名，然而，PLP有效性背后的分子机制，研究人员并不清楚。利用共聚焦超分辨率显微镜进行研究，研究人员调查了PDT与PLP联合对两种细胞系的作用效果，即正常大鼠胃上皮细胞系RGM1和胃粘膜衍生的癌症样突变RGK1（相同来源的癌细胞）细胞系。

光动力学研究表明 通过一种特殊的自噬机制或能选择性地破坏癌细胞

图片来源：Communications Biology (2023). DOI:10.1038/s42003-023-05598-0

文章中，研究者发现，PLP能在细胞内囊泡（吞噬体，phagosomes）的膜中积累，吞噬体是在细胞自噬机制的早期产生的，其能降解并再利用细胞中的外来物质和蛋白质。当快速增殖的癌细胞处于饥饿状态时，自噬机制就会发生，当应用PDT后，RGK1细胞中的吞噬体膜就会破裂，并释放出水解酶和ROS，以及自身细胞质组分（比如蛋白质、脂质、和诸如线粒体及内质网等细胞器）分解所产生的物质，这些物质能扩散到细胞中并导致细胞坏死；相反，在RGM1细胞中，较小的吞噬体能合并形成不会发生破裂的大型吞噬体。

这一现象或许就阐明了PLP通过利用饥饿状态下的自噬机制以及降解内容物来选择性地诱导癌细胞坏死背后的独特新机制，相关研究发现也为新型癌症疗法的开发提供了新的路径，包括PLP-PDT的高选择性和潜在疗效。综上，本文研究结果表明，由于PLP最初是作为药物运输制剂而被开发的，因此通过PLP所诱导的自噬过程或能揭示细胞内药物运输过程的巨大潜力。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Taninaka, A., Kurokawa, H., Kamiyanagi, M. et al. Polphylipoprotein-induced autophagy mechanism with high performance in photodynamic therapy. Commun Biol 6, 1212 (2023). doi：10.1038/s42003-023-05598-0