新型杂合分子 Dox-MAH:同时靶向递送阿霉素与抑制 KRAS 治疗结直肠癌的新希望

【字体: 时间:2025年03月28日 来源:Scientific Reports 3.8

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  结直肠癌(CRC)治疗面临诸多挑战,如化疗副作用大等。研究人员开发了含 miR-143 和 AS1411 适配体的杂合分子 Dox-MAH。结果显示其能抑制 CRC 细胞增殖、诱导凋亡。这为 CRC 治疗提供了新策略。

  在癌症治疗的战场上,结直肠癌(Colorectal Cancer,CRC)一直是个棘手的 “敌人”。根据 GLOBOCAN 2020 数据,CRC 在全球癌症发病率中排名第三,还是癌症死亡的第二大主因 。当前针对 CRC 的治疗手段多种多样,像手术、化疗、放疗、靶向治疗和免疫治疗等。手术在肿瘤还局限的时候能发挥不错的效果,但很多时候,患者发现病情时往往已经错过最佳手术时机。化疗呢,虽然能杀死癌细胞,可它的副作用却让患者苦不堪言,恶心、呕吐、腹泻都是轻的,还有白细胞减少、不可逆的心脏毒性等严重问题,而且肿瘤还会对化疗药物产生耐药性。为了克服这些难题,让癌症治疗更高效、更安全,研究人员踏上了探索新型治疗方法的征程。
泰国法政大学(Thammasat University)的研究人员勇挑重担,开展了一项意义重大的研究。他们致力于开发一种新型杂合抗癌药物载体,把目光聚焦在了 miR-143、AS1411 适配体、阿霉素(Doxorubicin,Dox)上。最终,他们成功制备出了杂合分子 Dox-MAH,这个 “秘密武器” 在抑制 CRC 细胞生长方面表现出色,能有效诱导细胞凋亡,就像是给癌细胞设下了重重 “关卡”,大大降低了癌细胞的 “战斗力” 。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为 CRC 的治疗开辟了新的方向。

在这项研究中,研究人员运用了多个关键技术方法。首先是核酸杂交技术,通过精心设计互补的寡核苷酸序列,让 miR-143、AS1411 适配体和杂交链(HBS)成功 “牵手”,形成稳定的 MAH。接着,利用定量逆转录聚合酶链式反应(qRT-PCR)和蛋白质免疫印迹法(Western blot),精准测定相关基因和蛋白的表达水平。还有荧光显微镜技术,能直观观察细胞对 MAH 的摄取情况。

下面来看看具体的研究结果。

  • MAH 的形成与稳定性:研究人员把 miR-143、AS1411 适配体和 HBS 按一定比例混合,在室温下 “静静等待” 48 小时后,MAH 成功诞生。10% 天然聚丙烯酰胺凝胶电泳结果显示,出现了对应 MAH 大小(151bp)的清晰条带。而且,MAH 在体外相当稳定,在 37℃、5% CO2 环境下放置 7 天,条带依然清晰可见,甚至产物数量还有所增加。
  • miR-143 的表达:研究人员对比了 CRC 细胞系(SW480 和 Caco-2)和正常结肠上皮细胞系(CCD 841 CoN)中 miR-143 的表达水平。结果发现,CRC 细胞里的 miR-143 表达明显下调,其中 SW480 细胞中的表达量比 Caco-2 细胞更低,这也为后续以 SW480 细胞为主要研究对象提供了依据。
  • MAH 的细胞摄取:给适配体带上绿色荧光标签 FAM 后,研究人员发现,SW480 细胞在与 MAH “接触” 后,发出的荧光信号比 MNH(miR-143、非特异性适配体和 HBS 的复合物)处理组和未处理对照组强得多,这表明 MAH 能特异性地结合 SW480 细胞。同时,在正常的 CCD 841 CoN 细胞中,MAH 和 MNH 处理后都没引起荧光强度变化,进一步证实了 MAH 对癌细胞的高特异性。而且,经 MAH 处理的 SW480 细胞中,miR-143 的表达水平比 MNH 处理组和未处理组高出 4 倍,说明 MAH 能成功把 miR-143 送进癌细胞。
  • miR-143 对靶基因产物的影响:KRAS 是 miR-143 的直接作用靶点。研究人员发现,经 MAH 处理的 SW480 细胞,KRAS 的 mRNA 和蛋白水平都下降了约 0.5 倍。同时,KRAS 下游的靶蛋白 AKT 和 ERK 水平也显著降低,分别下降了约 0.6 倍,这意味着 miR-143 有效地阻断了 KRAS 的信号传导网络。
  • Dox 的嵌入与释放:Dox 凭借自身能嵌入 DNA 双链的特性,成功融入 MAH。荧光光谱显示,Dox 单独存在时,在约 590nm 处有荧光发射峰,和 MAH 结合后,荧光明显被抑制,证明嵌入成功。在模拟细胞内环境的实验中,Dox 从 MAH 中缓慢释放,1 小时约释放 5%,48 小时达到约 80% ,显示出良好的缓释性能。
  • 对细胞增殖和凋亡的影响:用不同处理组(MAH、MNH、Dox、Dox-MAH、Dox-MNH)处理 SW480 细胞和 CCD 841 CoN 细胞后发现,Dox-MAH 对 SW480 细胞增殖的抑制效果和 Dox 单独使用时相当,且对正常的 CCD 841 CoN 细胞几乎没有毒性。在诱导凋亡实验中,Dox-MAH 诱导 SW480 细胞凋亡的能力和 Dox 相近,显著高于 Dox-MNH 处理组。进一步的 Western blot 分析发现,Dox-MAH 处理后,促凋亡蛋白 Bax 水平上升,抗凋亡蛋白 Bcl-2 和 procaspase-3 水平下降,表明 Dox-MAH 通过线粒体依赖途径诱导细胞凋亡。

综合来看,研究人员成功制备的杂合分子 Dox-MAH,集多种优势于一身。AS1411 适配体赋予它靶向癌细胞的能力,miR-143 能精准抑制 KRAS 及其下游信号通路,Dox 的缓慢释放保证了持续的抗癌效果。不过,目前研究还存在一定局限性,比如没有直接证明 Dox-MAH 能减少像心脏毒性这样的副作用。但这依然无法掩盖这项研究的重要意义,它为 CRC 治疗提供了一种全新的多靶点治疗策略,有望在未来改善 CRC 患者的治疗现状,为癌症治疗领域带来新的曙光。

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