中美科學家提出癌癥協同治療新方法

如今，裝載著一種氨基酸而配備著一種酶的生物相容性納米膠囊將兩種抗腫瘤策略結合到一種協同治療概念中。研究人員希望這會增加療效和降低副作用。在一項新的研究中，他們解釋了這一概念：腫瘤細胞被剝奪它們的營養(yǎng)物葡萄糖，這是因為它被轉化為毒性的一氧化氮（NO）和過氧化氫（H2O2）。相關研究結果于2016年12月9日在線發(fā)表在Angewandte Chemie期刊上，論文標題為“Glucose-Responsive Sequential Generation of Hydrogen Peroxide and Nitric Oxide for Synergistic Cancer Starving-Like/Gas Therapy”。

NO是一種毒性的能夠導致煙霧的氣體。然而，在體內，當濃度較低時，它是一種重要的信使分子，調節(jié)著循環(huán)和等功能。它也是一種重要的抵抗真菌和細菌的防御武器。在較高濃度時，NO能夠殺死腫瘤細胞，并且增加光動力療法和放療的療效。就臨床使用而言，在靶區(qū)域中，NO需要由一種生物相容性前體分子釋放出來。

天然的氨基酸L-*（L-Arg）可能用于這樣的一種系統(tǒng)中，這是因為作為一種天然酶，誘導型一氧化氮合酶（iNOS）利用L-Arg制造出NO。當L-Arg被過氧化氫氧化時，NO也會產生。這是非常令人關注的，這是因為腫瘤周圍的微環(huán)境富含過氧化氫。來自中國深圳大學、美國國家衛(wèi)生研究院和馬里蘭大學的研究人員正在尋求這種NO氣體療法。他們的特殊貢獻在于在一種協同療法中，將這種氣體療法與一種餓死癌細胞的方法結合在一起。

研究人員并不是通過阻斷給腫瘤提供營養(yǎng)的血管來餓死它，而且打算移除腫瘤在一種代謝反應---葡萄糖氧化酶（GOx）將葡萄糖轉化為葡萄糖酸和過氧化氫---中所需的葡萄糖。增加的過氧化氫濃度是一種有益的副作用，這是因為過氧化氫是細胞毒性的，而且會加快NO從L-Arg中釋放出來。另一種有益的副作用是過氧化氫和NO發(fā)生反應而形成一種高度有毒的損害腫瘤細胞的過氧亞硝酸鹽（peroxynitrite）。

如今，研究人員在讓這個概念變成現實中取得重大突破。他們開發(fā)出生物相容性的生物可降解的由有機硅酸鹽制成的多孔納米膠囊，這種納米膠囊會同時將GOx和L-Arg運送到腫瘤細胞中。GOx結合到這種納米膠囊的表面上；L-Arg儲存在它的內部。盡管在將這種納米膠囊注射到腫瘤內不久，GOx是有活性的，但是L-Arg是逐漸地釋放出來的：首先通過這種納米膠囊的孔，隨后當它瓦解時。這種納米膠囊較大的內腔也允許它們作為一種超聲波造影劑以便更好地確定腫瘤的位置。

利用細胞培養(yǎng)物和小鼠開展的實驗結果證實了這種組合療法的顯著協同效果：它成功地抑制細胞生長，啟動細胞死亡和導致小鼠體內的腫瘤。