【科技前沿】

　　光明日報記者 孟歆迪

　　“自組裝”是化學(xué)分子自動形成納米材料的一個過程。通過設(shè)計由幾個氨基酸分子構(gòu)成的短肽，使其在活細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行自組裝，就可以阻斷細(xì)胞中的一種細(xì)胞器——微管的形成，從而達(dá)到抑制腫瘤細(xì)胞增殖的目的；同時，該過程還可以干擾素有細(xì)胞“能量工廠”之稱的另外一種細(xì)胞器——線粒體的功能。通過上述“阻斷微管抑制腫瘤增殖、限供能量促進(jìn)細(xì)胞凋亡”的方式，就可以有效治療耐藥腫瘤。這種雙管齊下的“非藥物療法”為臨床晚期腫瘤和耐藥性腫瘤的治療提供了新思路。日前，同濟(jì)大學(xué)杜建忠、范震團(tuán)隊的這一研究成果發(fā)表于國際頂級期刊《美國化學(xué)會志》。

　　化療是治療腫瘤的主要方法之一，但也容易誘發(fā)腫瘤耐藥性，從而導(dǎo)致“無藥可治”。因此，開展針對耐藥腫瘤的“非藥物療法”研究具有重要的臨床價值和社會意義。

　　微管是由微管蛋白構(gòu)成的一種重要的細(xì)胞骨架，在動物細(xì)胞有絲分裂DNA合成后期（G2期）參與中心體的形成。在腫瘤細(xì)胞分裂間期（M期），中心體會引導(dǎo)細(xì)胞分裂，即意味著腫瘤擴(kuò)增。因此，抑制微管的形成就可能抑制腫瘤擴(kuò)增。另外，線粒體作為細(xì)胞能量代謝的主要場所，不僅影響細(xì)胞分裂，其功能紊亂時還會誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，繼而抑制耐藥腫瘤。

　　目前，醫(yī)學(xué)上主要采用化療藥來抑制微管的形成并干擾線粒體功能。然而，患者難以承受因反復(fù)、長期使用化療藥而導(dǎo)致的高系統(tǒng)性毒性。由此產(chǎn)生了一個具有挑戰(zhàn)性的科學(xué)問題：如何通過“非藥物療法”來抑制腫瘤細(xì)胞中微管的形成并導(dǎo)致線粒體功能紊亂，治療耐藥腫瘤？

　　針對該問題，研究團(tuán)隊設(shè)想，是否可以合成一種無毒的短肽，使其在細(xì)胞內(nèi)自組裝形成納米顆粒，以干擾微管蛋白聚合的方式調(diào)控細(xì)胞周期（G2/M）并干擾線粒體功能，進(jìn)而治療耐藥腫瘤？

　　團(tuán)隊提出了“阻斷微管抑增殖、限供能量促凋亡”的“非藥物療法”，并以耐藥黑色素瘤為腫瘤模型開展研究。研究人員向耐藥黑色素瘤細(xì)胞中引入一種由三個氨基酸構(gòu)成的短肽，其在細(xì)胞內(nèi)通過酶促自組裝形成了納米顆粒。研究發(fā)現(xiàn)，將納米顆粒與微管蛋白共孵育后，可有效抑制微管蛋白聚合。

　　在經(jīng)過“非藥物療法”治療后，耐藥腫瘤細(xì)胞內(nèi)的微管形成受到了有效抑制，使得細(xì)胞不能無限分裂；同時，線粒體功能紊亂也誘導(dǎo)了凋亡因子的過表達(dá)，促進(jìn)了耐藥腫瘤細(xì)胞的凋亡，這樣就“雙管齊下”地逆轉(zhuǎn)了腫瘤耐藥性，并實(shí)現(xiàn)了耐藥腫瘤的有效治療。

　　體內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明了“非藥物療法”可有效逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥性。在黑色素瘤周注射短肽后，腫瘤體積相比對照組減少了87.4%。同時，與化療藥物治療組相比，“非藥物療法”能有效減少或避免毒性。

　　同濟(jì)大學(xué)高分子材料系博士生孫敏為論文的第一作者，杜建忠教授和范震研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家杰出青年科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金面上項目等資助。