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纳米粒子关闭癌症生长

在小鼠模型中使用纳米粒子将核酸(siRNA)递送到肿瘤细胞中,来自加州大学洛杉矶分校和希望之城的科学家已经成为第一个抑制驱动癌症生长的机制的科学家。 / em

当科学家开发癌症疗法时,他们瞄准使疾病致命的特征:肿瘤生长,转移,复发和耐药性。在上皮癌 - 从器官的衬里开始的乳腺癌,卵巢癌,前列腺癌,皮肤癌和膀胱癌 - 这些过程由称为上皮 - 间质转化的遗传程序控制。

上皮 - 间充质转变受Twist蛋白调节,这意味着Twist直接影响癌症的发展,其向其他器官的扩散和缓解后的恢复。

在开发靶向上皮 - 间质转化的新型疗法方面迈出了重要的一步,来自加州大学洛杉矶分校和希望之城的科学家已经成为第一个使用纳米粒子将称为小干扰RNA或siRNA的核酸递送到肿瘤中来抑制Twist机制的药物细胞。在小鼠模型中,将siRNA递送入癌细胞抑制了Twist的表达,这进而减少了上皮 - 间充质转变并显着减小了肿瘤的大小。

该研究发表在纳米医学:纳米技术,生物学和医学杂志上,由加州纳米系统研究所和加州大学洛杉矶分校Jonsson综合癌症中心的Jeffrey Zink和Fuyu Tamanoi以及希望城市Carlotta Glackin领导中央。

Tamanoi说:“我们对Twist siRNA的巨大影响感到非常惊讶,”Jonsson癌症中心的微生物学,免疫学和分子遗传学教授以及信号转导和治疗计划主任Tamanoi说。 “这证明了我们治疗的有效性,并鼓励我们进一步探索正在发生的肿瘤。”

在以前的研究中,siRNA已被证明有效地关闭实验室中生长的肿瘤细胞中的基因表达。但是这种技术在活体中并没有效果,因为血液中的酶称为核酸酶,在它能够到达肿瘤细胞之前会降解siRNA。

为了规避这个问题,加州大学洛杉矶分校和希望之城研究人员将siRNA附加到由Zink开发的称为介孔二氧化硅纳米粒子的特定类型纳米粒子的外部。在研究中,纳米粒子被称为聚乙烯亚胺的物质包被,当它们被注入血液中时,它起到结合并保护siRNA的作用。结果,纳米颗粒可能积聚在肿瘤细胞中,并且siRNA可以起作用抑制Twist的细胞表达。

该研究发现,给予载有siRNA的纳米粒子每周一次,持续六周,抑制肿瘤生长,并且不仅关闭Twist,而且关闭其他基于上皮 - 间质转化过程控制的基因。

“这一结果证实了Twist和上皮 - 间充质转变过程的重要性,它促进了许多癌症的肿瘤侵袭和转移,”希望之城的副教授Glackin说,他一直在研究Twist的功能20年。

Twist在包括三阴性乳腺癌,黑色素瘤和卵巢癌在内的许多转移性癌症中被重新激活。通过关闭上皮 - 间充质转变过程,Zink和Tamanoi可能为这些癌症开发新的治疗选择。

另一个重要的发现是关闭Twist表达能够使癌细胞克服它们对癌症药物的抗性。

研究人员现在正在设计下一代纳米粒子,这种纳米粒子能够在相同的纳米粒子中传递Twist siRNA和癌症药物分子 - 这是一种潜在的能够抑制上皮 - 间充质转变并杀死癌细胞的双重打击。

Zink说,由于研究人员正在使用的特定类型的纳米粒子的结构,这种进步是可能的。 “介孔二氧化硅纳米粒子含有数千个孔,允许通过将siRNA连接到其外部的相同纳米粒子来存储和递送抗癌药物,”Zink说,他也是加州大学洛杉矶分校化学和生物化学特聘教授,也是设计先驱和多功能介孔二氧化硅纳米粒子的合成。

该研究的其他作者是希望之城研究生James Finlay和Cai Roberts,以及加州大学洛杉矶分校研究生Juyao Dong。该研究得到了国家癌症研究所和帕尔文家庭基金会的支持。

发表:介孔二氧化硅纳米粒子递送化学修饰的siRNA对抗TWIST1导致肿瘤负荷降低,“Nanomedicine,2015; DOI:10.1016 / j.nano.2015.05.011

来源:加州大学洛杉矶分校新闻室Shaun Mason

图片:来自Shutterstock的纳米技术医学概念