一种靶向线粒体、pH 敏感的 I 型光敏剂用于三阴性乳腺癌骨转移的诊疗:激活细胞焦亡通路

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Biosensors and Bioelectronics 10.7

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  三阴性乳腺癌(TNBC)骨转移的诊疗极具挑战。研究人员开发了智能分子探针 Rh-HB,它能实时监测线粒体 pH 波动,作为 I 型光敏剂产生活性氧(ROS),诱导细胞焦亡。这为 TNBC 骨转移诊疗提供了新策略。

  
三阴性乳腺癌(TNBC),这个名字听起来或许有些陌生,但它却是乳腺癌中极为棘手的存在。TNBC 缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体 2(HER2)的表达,这使得常规的靶向治疗手段在它面前纷纷失效。TNBC 的患者常常面临着高复发和高转移的风险,尤其是骨转移,一旦发生,不仅会给患者带来难以忍受的疼痛,还会严重影响患者的生活质量,甚至危及生命。目前,TNBC 骨转移的诊断主要依赖血清学标志物检测和影像学检查,这些方法往往存在滞后性、有创性,并且对设备要求高。在治疗方面,传统的治疗手段效果有限,光动力疗法(PDT)虽逐渐崭露头角,但现有光敏剂存在局部 ROS 生成不足、受肿瘤缺氧微环境限制等问题。因此,开发一种高效的诊疗手段迫在眉睫。

为了解决这些难题,来自国内的研究人员展开了深入研究。他们成功设计并合成了一种名为 Rh-HB 的智能近红外(NIR)分子探针,相关研究成果发表在《Biosensors and Bioelectronics》上。这一成果意义重大,为 TNBC 骨转移的诊断和治疗开辟了新的方向。

在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先是化合物合成技术,通过特定的反应路线合成了 Rh-HB,并对其结构进行了表征;其次是光谱研究技术,用以探究 Rh-HB 在不同 pH 环境下的光谱特征;另外,还运用了细胞实验和动物模型实验,观察 Rh-HB 在生物体内的作用效果。

下面来看具体的研究结果:

  • Rh-HB 的光谱特性:研究人员对 Rh-HB 在磷酸氢二钠 - 柠檬酸缓冲液中的光谱特性进行了研究。发现它在 pH 8.0 时,455nm 激发下有强荧光发射;在 pH 3.0 时,560nm 激发下有强荧光发射。并且在不同 pH 条件下,其吸收光谱也存在差异,在 pH 8.0 的缓冲液中,450nm 处吸收极小,而在 pH 3.0 的缓冲液中,560 - 580nm 处有宽吸收带。这表明 Rh-HB 具有 pH 敏感的双激发双发射特性。
  • 线粒体靶向与成像能力:由于 TNBC 骨转移过程中,线粒体可能发生酸化,Rh-HB 凭借其出色的线粒体靶向能力,能够通过检测与线粒体功能障碍相关的 pH 波动,实现对 TNBC 骨转移的实时成像,这为早期诊断 TNBC 骨转移提供了新的可能。
  • ROS 生成与细胞焦亡诱导:Rh-HB 作为一种高效的 I 型光敏剂,在光照下,无论是常氧还是缺氧条件,都能在线粒体内产生活性氧(ROS),如超氧阴离子(O2•-)和羟基自由基(?OH)。这些 ROS 的产生引发了严重的线粒体氧化应激,进而触发了细胞焦亡(一种新发现的程序性细胞死亡途径),有效地抑制了 TNBC 骨转移模型中的癌细胞生长。

综合以上研究,研究人员得出结论:Rh-HB 作为一种新型的双功能小分子,既可以作为比率型 pH 敏感荧光探针用于 TNBC 骨转移的诊断,又能作为 I 型光敏剂诱导癌细胞发生细胞焦亡,实现对 TNBC 骨转移的治疗。这一研究为线粒体靶向的 TNBC 骨转移诊疗提供了概念验证,具有重要的临床应用前景。它不仅为 TNBC 骨转移的早期诊断提供了更精准、便捷的方法,还为治疗开辟了新的途径,有望改善 TNBC 患者的预后。不过,目前该研究仍处于前期阶段,未来还需要进一步开展临床试验等研究,以评估其在人体中的安全性和有效性,推动其从实验室走向临床应用的进程。

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