【科技前沿】

“自組裝”是化學分子自動形成納米材料的一個過程。通過設計由幾個氨基酸分子構成的短肽，使其在活細胞內進行自組裝，就可以阻斷細胞中的一種細胞器——微管的形成，從而達到抑制腫瘤細胞增殖的目的；同時，該過程還可以干擾素有細胞“能量工廠”之稱的另外一種細胞器——線粒體的功能。通過上述“阻斷微管抑制腫瘤增殖、限供能量促進細胞凋亡”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，同濟大學杜建忠、范震團隊的這一研究成果發(fā)表于國際頂級期刊《美國化學會志》。

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

目前，醫(yī)學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、長期使用化療藥而導致的高系統(tǒng)性毒性。由此產生了一個具有挑戰(zhàn)性的科學問題：如何通過“非藥物療法”來抑制腫瘤細胞中微管的形成并導致線粒體功能紊亂，治療耐藥腫瘤？

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

團隊提出了“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胞中引入一種由三個氨基酸構成的短肽，其在細胞內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。

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

體內實驗進一步證明了“非藥物療法”可有效逆轉腫瘤耐藥性。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。

同濟大學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基金、國家自然科學基金面上項目等資助。

（本報記者 孟歆迪）