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ACS Chem. Biol.：蘇州大學史海斌教授課題組發(fā)現(xiàn)線粒體共價錨定提高腫瘤放射敏感性的新機制
來源：蘇州大學放射醫(yī)學與輻射防護國家重點實驗室 2022-07-20
導讀：近日，蘇州大學放射醫(yī)學與輻射防護國家重點實驗室史海斌教授課題組在腫瘤放射增敏治療研究方面取得新進展，相關(guān)成果以“Endogenous ROS-mediated Covalent Immobilization of Gold Nano-particles in Mitochondria: A “Sharp Sword” in Tumor Radiotherapy”為題在線發(fā)表在國際知名雜志ACS Chemical Biology上( Doi:10.1021/acschembio.2c00475)。
金納米顆粒是一種極具應用潛力的放療增敏劑，小尺寸金納米顆粒由于具有強的腫瘤滲透能力和較長的血循環(huán)周期，更加適用于活體腫瘤的成像與治療研究。然而由于其粒徑過小，則會被組織器官快速代謝排出體外，無法在腫瘤病灶區(qū)長時間富集，導致放射治療效果不佳的問題。因此，研發(fā)能使小尺寸納米金高富集長滯留于腫瘤病灶組織的新技術(shù)，對于提高活體腫瘤的放射治療效果意義重大。此外，由于納米顆粒受到X射線照射后產(chǎn)生的次級電子的射程較短，僅有幾十納米，亞細胞靶向近年來成為開發(fā)高效放射敏化劑的新方向。線粒體作為真核細胞中起供能作用的細胞器，細胞中約90%的活性氧（ROS）產(chǎn)生于此，大量研究證明，ROS失衡會破壞線粒體膜，導致凋亡因子細胞色素c的釋放，從而引發(fā)細胞死亡。因此，線粒體是提高腫瘤放射治療的重要靶點。在最新的研究進展中，史海斌教授課題組策略性將1,3-環(huán)己二酮和線粒體靶向基團三苯基膦（TPP）修飾于金納米顆粒表面，制備獲得一種線粒體靶向且特異性與次磺酸化蛋白發(fā)生共價鍵反應的新型納米金dAuNP-TPP。由于腫瘤細胞的線粒體里存在高濃度ROS及高表達次磺酸化蛋白，當dAuNP-TPP靶向并蓄積于腫瘤細胞的線粒體后，會與次磺酸化蛋白發(fā)生共價交聯(lián)反應，長時間滯留于腫瘤，實現(xiàn)活體腫瘤的高靈敏CT成像及放射增敏治療。更重要的是，我們還意外發(fā)現(xiàn)納米金與腫瘤細胞線粒體內(nèi)的次磺酸化蛋白發(fā)生共價交聯(lián)反應后，會誘發(fā)線粒體的膜電勢和ATP水平均顯著降低，線粒體的完整性受到嚴重破壞，導致細胞凋亡發(fā)生，進一步提高了腫瘤細胞的放射治療敏感性，為實現(xiàn)腫瘤的高靈敏診斷與高效治療提供了新思路。本論文第一作者為蘇州大學2019級碩士研究生趙燕，放射醫(yī)學與輻射防護國家重點實驗室史海斌教授為本論文的通訊作者，蘇州大學為該論文第一單位。該工作得到國家自然科學基金重大研究計劃、國家自然科學基金面上項目、江蘇省重點研發(fā)計劃及江蘇省放射醫(yī)學與防護重點實驗室開放課題等項目的共同資助。論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acschembio.2c00475。 參考資料：http://sklrmp.suda.edu.cn/af/f6/c8750a503798/page.psp
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