郑州大学发现释放大量钙离子可杀死耐药肿瘤细胞

肿瘤细胞对多种药物产生耐药性的过程是化疗失败的主要原因。在一项新的研究中，郑州大学的研究人员开发出可以在肿瘤细胞内释放出大量的钙离子、抑制药物泵和逆转多药耐药性的纳米颗粒。相关研究结果于2020年10月16日在线发表在Nano Letters期刊上，标题为“Nanoenabled Intracellular Calcium Bursting for Safe and Efficient Reversal of Drug Resistance in Tumor Cells”。

一种名为P-糖蛋白（P-glycoprotein,P-gp）的泵蛋白常常在多药耐药性中发挥关键作用。P-糖蛋白位于细胞膜中，它利用三磷酸腺苷（ATP）提供的能量将药物泵出肿瘤细胞。科学家们已经尝试用各种方法阻断P-糖蛋白，如使用小分子抑制剂或剔除ATP。然而，使用这些策略可能会引起不良反应，或者这些策略中使用的药物在体内不稳定，有些治疗药物可能难以制备。在这项新的研究中，研究人员想用不同的方法阻断P-糖蛋白。之前的研究已表明，让肿瘤细胞负载过量钙离子，既可以减少P-糖蛋白的产生，又可以降低ATP的水平。但是，他们需要找到一种方法，将大量的钙离子与化疗药物一起递送到癌细胞中。

这些研究人员制造出“钙离子纳米生产者（calcium ion nanogenerator,TCaNG）”，具体过程为：让磷酸钙纳米颗粒装载化疗药物阿霉素（doxorubicin），然后在这些纳米颗粒上包被允许TCaNG靶向进入癌细胞的分子。一旦进入细胞内部，TCaNG就会进入一个酸性区室，TCaNG解体，同时释放出阿霉素和大量钙离子。在实验室的培养皿中对癌细胞进行TCaNG测试时，ATP和P-糖蛋白的产生都减少了，这使得阿霉素能够杀死之前对药物产生耐药性的肿瘤细胞。在荷瘤小鼠体内测试时，经过TCaNG治疗的小鼠在治疗21天后肿瘤大小明显比对照组小，而且无明显副作用。