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ACS Chem. Biol.：蘇州大學(xué)史海斌教授課題組發(fā)現(xiàn)線(xiàn)粒體共價(jià)錨定提高腫瘤放射敏感性的新機(jī)制
來(lái)源：蘇州大學(xué)放射醫(yī)學(xué)與輻射防護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 2022-07-20
導(dǎo)讀：近日，蘇州大學(xué)放射醫(yī)學(xué)與輻射防護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(xiàn)發(fā)表在國(guó)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(yīng)用潛力的放療增敏劑，小尺寸金納米顆粒由于具有強(qiáng)的腫瘤滲透能力和較長(zhǎng)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(guò)小，則會(huì)被組織器官快速代謝排出體外，無(wú)法在腫瘤病灶區(qū)長(zhǎng)時(shí)間富集，導(dǎo)致放射治療效果不佳的問(wèn)題。因此，研發(fā)能使小尺寸納米金高富集長(zhǎng)滯留于腫瘤病灶組織的新技術(shù)，對(duì)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(xiàn)照射后產(chǎn)生的次級(jí)電子的射程較短，僅有幾十納米，亞細(xì)胞靶向近年來(lái)成為開(kāi)發(fā)高效放射敏化劑的新方向。線(xiàn)粒體作為真核細(xì)胞中起供能作用的細(xì)胞器，細(xì)胞中約90%的活性氧（ROS）產(chǎn)生于此，大量研究證明，ROS失衡會(huì)破壞線(xiàn)粒體膜，導(dǎo)致凋亡因子細(xì)胞色素c的釋放，從而引發(fā)細(xì)胞死亡。因此，線(xiàn)粒體是提高腫瘤放射治療的重要靶點(diǎn)。
在最新的研究進(jìn)展中，史海斌教授課題組策略性將1,3-環(huán)己二酮和線(xiàn)粒體靶向基團(tuán)三苯基膦（TPP）修飾于金納米顆粒表面，制備獲得一種線(xiàn)粒體靶向且特異性與次磺酸化蛋白發(fā)生共價(jià)鍵反應(yīng)的新型納米金dAuNP-TPP。由于腫瘤細(xì)胞的線(xiàn)粒體里存在高濃度ROS及高表達(dá)次磺酸化蛋白，當(dāng)dAuNP-TPP靶向并蓄積于腫瘤細(xì)胞的線(xiàn)粒體后，會(huì)與次磺酸化蛋白發(fā)生共價(jià)交聯(lián)反應(yīng)，長(zhǎng)時(shí)間滯留于腫瘤，實(shí)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(xì)胞線(xiàn)粒體內(nèi)的次磺酸化蛋白發(fā)生共價(jià)交聯(lián)反應(yīng)后，會(huì)誘發(fā)線(xiàn)粒體的膜電勢(shì)和ATP水平均顯著降低，線(xiàn)粒體的完整性受到嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡發(fā)生，進(jìn)一步提高了腫瘤細(xì)胞的放射治療敏感性，為實(shí)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(xué)2019級(jí)碩士研究生趙燕，放射醫(yī)學(xué)與輻射防護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室史海斌教授為本論文的通訊作者，蘇州大學(xué)為該論文第一單位。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃及江蘇省放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題等項(xiàng)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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