胃癌是全球范圍內(nèi)致死率最高的惡性腫瘤之一,而化療耐藥性問題始終是制約患者生存期的關鍵瓶頸。近日,由鄭州大學第一附屬醫(yī)院領銜的一項發(fā)表于國際頂級期刊《Advanced Science》的研究,提出了一種基于"納米肽載體+雙通路調(diào)控"的創(chuàng)新策略,為逆轉(zhuǎn)胃癌化療耐藥提供了全新思路。核心成果聚焦于一種新型功能化納米顆粒——WSGC@FA@PEG/PEI-SPIONs,其通過精準調(diào)控Notch信號通路與線粒體自噬,顯著抑制了胃癌細胞的惡性進展,并成功逆轉(zhuǎn)了化療藥物耐藥性。
胃癌化療耐藥:亟待突破的"生死防線"
胃癌的發(fā)病率與死亡率長期位居全球癌癥前列,我國每年新發(fā)病例超40萬,死亡病例超30萬。盡管手術、化療等綜合治療手段不斷進步,但晚期胃癌患者的5年生存率仍不足30%。其中,化療耐藥是最主要的"攔路虎"——約60%的胃癌患者會對一線化療藥物(如順鉑)產(chǎn)生耐藥性,導致治療失敗。化療藥物無法有效誘導耐藥細胞凋亡,甚至可能被腫瘤微環(huán)境保護,這是耐藥的核心機制。因此,找到能同時破壞腫瘤存活信號、恢復藥物敏感性的方法,是當前胃癌治療研究的重點。
納米肽載體:精準打擊+智能控釋的"雙保險"
傳統(tǒng)化療藥物的痛點在于"敵我不分"——既殺傷腫瘤細胞,也會損傷正常組織,且易被腫瘤微環(huán)境中的耐藥機制(如藥物外排、自噬激活)抵消。此次研究中,科研團隊設計了一種"智能納米武器":以超順磁性氧化鐵納米顆粒(SPIONs)為核心,通過層層修飾構建了多功能載體。
導航系統(tǒng):表面修飾葉酸(FA)與聚乙二醇(PEG),前者通過與腫瘤細胞表面的葉酸受體特異性結合,實現(xiàn)主動靶向;后者則延長了載體在血液循環(huán)中的半衰期,減少被免疫系統(tǒng)清除。
鎖鑰結構:中間層采用聚乙烯亞胺(PEI)連接,賦予載體pH響應特性——在腫瘤微環(huán)境的酸性條件(pH 5.0-6.0)下,載體表面的正電荷減弱,釋放包裹的活性成分;而在正常組織的中性環(huán)境(pH 7.4)中保持穩(wěn)定,降低脫靶毒性。
核心彈頭:負載的WSGC肽是從載脂蛋白C-III中篩選出的40氨基酸短肽,經(jīng)實驗證實對胃癌細胞具有高度特異性結合能力,可穿透細胞膜進入胞內(nèi)發(fā)揮作用。
雙通路調(diào)控:切斷耐藥"幕后黑手"
研究團隊通過體內(nèi)外實驗揭示,WSGC@FA@PEG/PEI-SPIONs的抗癌機制并非單一殺傷,而是通過"雙路徑"精準調(diào)控腫瘤微環(huán)境:
1.抑制Notch信號通路,阻斷腫瘤"增殖開關"
Notch信號通路是調(diào)控細胞分化、增殖與凋亡的關鍵通路,在胃癌中被異常激活,推動腫瘤細胞逃避化療誘導的凋亡。實驗顯示,WSGC肽進入胃癌細胞后,顯著下調(diào)了Notch1的活性形式(NICD)及其下游靶基因Hey1、Hes1的表達,相當于"關閉"了腫瘤細胞的增殖信號。
2.抑制線粒體自噬,恢復藥物敏感性
線粒體自噬是細胞清理受損線粒體的過程,但腫瘤細胞常利用這一機制"自我保護"——通過清除化療藥物誘導的受損線粒體,減少凋亡信號釋放,從而產(chǎn)生耐藥。研究發(fā)現(xiàn),WSGC肽通過抑制Notch通路,進一步下調(diào)了線粒體自噬相關蛋白(如PINK1、Parkin、LC3-II)的表達,使受損線粒體無法被及時清除,導致細胞內(nèi)活性氧(ROS)堆積、線粒體膜電位崩潰,最終觸發(fā)凋亡。這相當于切斷了腫瘤細胞的'雙重逃生通道:既不讓它們瘋狂增殖,也不讓它們通過清理受損線粒體逃避死亡。
實驗驗證:從細胞到小鼠的"全鏈條"療效
為驗證這一策略的有效性,研究團隊開展了系統(tǒng)的實驗:
體外細胞實驗:在胃癌細胞系KATO III和MKN-45中,WSGC@FA@PEG/PEI-SPIONs的細胞毒性是游離WSGC肽的3-5倍;結合外部磁場(磁靶向)后,腫瘤細胞凋亡率提升至82%(游離肽組僅45%)。更重要的是,針對順鉑耐藥的胃癌細胞(KATO III R-CDDP),該納米顆??蓪⒛退幖毎陌霐?shù)致死濃度(EC50)從33.61μM降至6.2μM,耐藥指數(shù)(RI)從6.8降至1.0,完全逆轉(zhuǎn)了耐藥性。
體內(nèi)動物實驗:在胃癌移植瘤小鼠模型中,WSGC@FA@PEG/PEI-SPIONs治療組(80nmol/g劑量)的腫瘤體積較對照組縮小了76%,腫瘤重量減輕81%;聯(lián)合順鉑治療后,腫瘤抑制率進一步提升至92%。組織學分析顯示,治療組腫瘤細胞大量凋亡(TUNEL陽性率增加5倍),而重要器官(心、肝、腎)無明顯毒性反應。
未來展望:從實驗室走向臨床
這項研究的最大亮點在于,首次將納米載體的靶向遞送與雙通路調(diào)控結合,為克服胃癌化療耐藥提供了"精準+智能"的解決方案。其創(chuàng)新性不僅體現(xiàn)在材料設計上,更在于揭示了Notch通路與線粒體自噬在耐藥中的協(xié)同作用,為后續(xù)開發(fā)新型抗癌藥物提供了理論依據(jù)。
不過,研究團隊也坦言,目前實驗主要集中在細胞系和小鼠模型,距離臨床應用仍有差距。下一步,他們計劃開展更大規(guī)模的動物實驗(如PDX模型),深入研究納米顆粒的藥代動力學與長期安全性,并探索與其他治療手段(如免疫治療)的聯(lián)合應用。
原文鏈接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202415840
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