研究人員描述了一種新的機(jī)制,通過干擾離子穩(wěn)態(tài)誘導(dǎo)癌細(xì)胞的自我殺傷。韓國科學(xué)技術(shù)研究院生化工程系的一個研究小組開發(fā)了螺旋多肽鉀離子載體,可導(dǎo)致程序性細(xì)胞死亡。離子載體增加活性氧濃度,使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激至細(xì)胞死亡。
細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境的電化學(xué)梯度在細(xì)胞生長和代謝中起著重要作用。當(dāng)細(xì)胞的離子穩(wěn)態(tài)受到干擾時,加速細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵功能受到抑制。
盡管離子載體作為一種離子穩(wěn)態(tài)干擾劑已得到廣泛的應(yīng)用,但其細(xì)胞死亡機(jī)制尚不清楚,生物應(yīng)用也受到限制。在發(fā)表于《先進(jìn)科學(xué)》(Advanced Science)雜志的這項研究中,該團(tuán)隊提出了一種基于α螺旋肽的抗癌劑,它能夠運(yùn)輸水溶性鉀離子。陽離子、親水性和鉀離子基團(tuán)結(jié)合在肽側(cè)鏈末端,提供離子轉(zhuǎn)運(yùn)和親水性。
這些肽基離子載體降低了細(xì)胞內(nèi)鉀離子濃度,同時增加了細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度。細(xì)胞內(nèi)鈣濃度的增加產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)活性氧,引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。
研究人員使用荷瘤小鼠進(jìn)行抗癌效果評估,確定了治療效果,甚至在動物模型中也是如此。結(jié)果表明,內(nèi)質(zhì)壓力介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡對腫瘤生長有較強(qiáng)的抑制作用。
該研究的第一作者Dae-Yong Lee博士說:"以肽為基礎(chǔ)的離子載體比傳統(tǒng)的化療藥物更有效,因為它通過升高活性氧種類水平誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。"Kim Yeu-Chun教授說,他希望這一新的機(jī)制能夠作為一種新的化療策略得到廣泛應(yīng)用。這項研究由國家研究基金會資助。
參考資料:
DaeYong Lee et al.A Helical Polypeptide‐Based Potassium Ionophore Induces Endoplasmic Reticulum Stress‐Mediated Apoptosis by Perturbing Ion Homeostasis, Advanced Science (2019). DOI: 10.1002/advs.201801995