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2022年图片新闻

秦燕组在“光动力药物抗肿瘤干细胞和核糖体抑制”新进展

发布时间:2022年09月19日

  核糖体在每个哺乳动物中的拷贝数为千万,约占细胞中蛋白质总拷贝数的10%,RNA总量的85%,消耗细胞总ATP的50%以上,是细胞的物质和能量的占有者及蛋白质的合成者。在快速增殖的细胞中,核糖体占有的物质、能量比例更高,是肿瘤干细胞(Caner stem cell, CSC)的重要标记物之一,且和许多CSC的表面标记物(如CD133, CD44等)有显著的相关性 (秦燕课题组2022年7月在《Science Bulletin》综述)。靶向核糖体的药物,对人类寿命的延长做出了最大的贡献,以1940年代开始大规模使用的抗生素(antibiotics)为例,至今核糖体靶点的广谱抗生素是美国药监局(FDA)等国际药监组织批准的最多种类的抗菌药物,特别是大环内酯类(Macrolides, 如14元环的红霉素及其衍生物,15元环的阿奇霉素,16元环的乙酰螺旋霉素)、氨基糖苷类(aminoglycoside,如庆大霉素,卡那霉素,链霉素等)和四环素,都是靶向核糖体的药物,为人类抗病菌、抗感染做出了巨大贡献。从广谱抗生素的临床使用以来,人类的平均寿命增加了一倍多,从30多岁到现在全球的70多岁。

  光动力治疗(Photodynamic therapy, PDT)是利用光敏剂和化疗药物组装成为纳米药物,靶向到肿瘤组织、利用光照作为药物释放和发挥功效的开关的一类治疗方案。2022年9月17日,《Biomaterials》(IF 15.304) 在线发表了金沙集团1862cc秦燕课题组和北京科技大学王天宇、姜建壮合作完成的研究论文" Amino porphyrin-peptide assemblies induce ribosome damage and cancer stem cell inhibition for an enhanced photodynamic therapy ",首次探索靶向CSC的核糖体作为目标,新合成光动力药物,获得了肿瘤消融的良好抗瘤效果,并深入探索了抗瘤的分子机制。研究人员首先合成了靶向核糖体的小肽和光敏剂的纳米材料,在远红外光的照射下,获得了良好的体外抑癌效果,特别是CSC的显著降低和核糖体的大量失活。小鼠实验(常规鼠和免疫缺陷鼠)得到了肿瘤消融的良好抗瘤效果,主要由于PDT的疗效,其根本原因是CSC核糖体的严重受损。  

图 光动力药物抗肿瘤干细胞(Caner stem cell, CSC)和核糖体抑制模型

  生物物理所秦燕研究员、北京科技大学王天宇和姜建壮教授、生物物理所丁芳助理研究员为本文的共同通讯作者。秦燕课题组实验师王健为本文第一作者,北京科技大学博士研究生杨包产为本文并列第一作者。生物物理所实验师吕超凡、郝俊峰、博士生孙雷等也参与了该项研究。该研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金资助。生物物理所实验动物平台为该研究提供了重要的技术支持。

  文章链接:https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2022.121812

 

(供稿:秦燕研究组)

 

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