科学家开发了新型纳米颗粒包装钙和柠檬酸并靶向胸膜肿瘤

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科学家开发了新型纳米颗粒包装钙和柠檬酸并靶向胸膜肿瘤

慕尼黑大学（LMU）的研究人员最近开发出一种新型的纳米颗粒，可以高效、选择性地杀死癌细胞，从而为治疗肿瘤开辟了新的治疗选择。

无定形纳米颗粒在细胞中可以非常有效地溶入。资料来源：von Schirnding et al., Chem 2020

许多用于治疗癌症的化学治疗药物会导致不同严重程度的副作用，因为这些药物对正常细胞和恶性肿瘤均具有毒性。这促使寻找目前用于治疗大多数癌症的合成药物的有效替代品。为此目的，关于磷酸钙和柠檬酸盐的使用已经讨论了多年，因为当磷酸钙和柠檬酸盐直接递送到细胞中会导致细胞死亡，而它们在循环中的存在几乎没有或没有毒性作用。问题在于，寻找克服控制这些化合物摄入细胞的机制的方法，并确保这些化合物选择性地作用于人们希望消灭的细胞上。Constantin von Schirnding博士、Hanna Engelke 博士和Thomas Bein教授领导的LMU化学系研究人员近日报告了由钙和柠檬酸组成的新型无定形纳米粒子的研究进展，这些纳米粒子能够突破有针对性地吸收和杀死肿瘤细胞的障碍。

磷酸钙和柠檬酸都参与许多细胞信号通路的调节。因此，严格控制存在于细胞质中的这些物质的水平，以避免破坏这些途径。至关重要的是，新研究中描述的纳米颗粒能够绕过这些监视和控制。​

“我们已经制备了由磷酸钙和柠檬酸盐组成的无定形和多孔纳米颗粒，它们包裹在脂质层中，”von Schirnding解释说。

包装到膜结构中可确保这些颗粒容易被细胞吸收，而不会触发其他副作用。一旦进入细胞内，脂质层就会被有效分解，并且大量的钙和柠檬酸盐会沉积在细胞质中。

在培养的细胞上进行的实验表明，这些颗粒具有选择性杀伤力——杀死癌细胞，但健康细胞（也吸收这些颗粒）基本上不受伤害。

显然，这些颗粒对癌细胞可能具有剧毒。“确实，我们发现肿瘤越具侵略性，杀伤效果就越大。”Engelke说。

在细胞摄取期间，纳米颗粒获得第二层膜包衣。该研究的作者推测，癌细胞特有的未知机制会导致该外膜破裂，从而使囊泡中的内容物泄漏到细胞质中。另一方面，在健康细胞中，该最外层保持其完整性，随后将囊泡完整地排泄到细胞外培养基中。

“纳米颗粒的高度选择性毒性使我们有可能成功治疗小鼠中两种不同类型的高度侵袭性胸膜肿瘤，” Engelke说，“仅局部给药两次，我们就能分别将肿瘤缩小40％和70％。”

许多胸膜肿瘤是肺肿瘤的转移产物，它们在肺和胸腔之间的胸膜腔中发展。由于该区域没有血液供应，因此一般的化学治疗药物无法进入。

“相比之下，我们的纳米颗粒可以直接引入胸膜腔，” Bein说。

此外，在两个月的治疗过程中，未发现严重副作用的迹象。总体而言，这些结果表明，新的纳米颗粒对于进一步开发针对其他类型癌症的新疗法具有巨大潜力。

参考文献：von Schirnding C, Giopanou I, HermawanA et al. (2020) Synergistic Combination of Calcium and Citrate in Mesoporous Nanoparticles Targets Pleural Tumors. Chem [Epub ahead of print].