天津大学科学技术发展研究院

营养感知纳米药用于抑制癌细胞能量代谢

日期:2022-04-15 作者:理学院 浏览:


天津大学理学院赵广久教授课题组与国家纳米科学中心的王海研究员课题组在Nano Letters上发表关于模拟禁食饮食(FMD)辅助营养感知纳米药VFETX来调控肿瘤脂肪酸β氧化(FAO),从而通过抑制肿瘤能量代谢的策略实现抗肿瘤治疗的研究。

 癌细胞通过调节自身能量代谢来支持不可控的增殖。靶向能量代谢途径可能成为一种可靠的抗癌策略。模拟禁食饮食(FMD)是一种限制营养供应的低热量、低蛋白质和低糖的饮食模式,代表了一种有前途的癌症辅助治疗手段。然而, FMD治疗使癌细胞受到代谢压力,它们开始将甘油三酯降解为脂肪酸并依赖脂肪酸β氧化(FAO)作为代偿性能量供应途径。因此,在 FMD饮食干预下通过精准地抑制脂肪酸代谢来抑制癌细胞能量供应值得进一步考察。Etomoxir (ETX) 被开发为一种FAO抑制剂,它能够不可逆的抑制FAO的限速酶CPT1。但这类游离小分子抑制剂常常引起脱靶效应并导致全身性毒性,因此迫切需要借助纳米载体将ETX递送到肿瘤部位以避免不良的副作用。

用营养物底物(例如糖,氨基酸,维生素)修饰的纳米载体可以靶向肿瘤细胞选择性过表达的转运体,从而实现小分子药物的靶向递送,并在提高小分子药物疗效和生物安全性方面具有极大的应用潜力。近期,来自天津大学理学院的赵广久教授课题组与国家纳米科学中心的王海研究员课题组设计了一种营养感知的纳米药VFETX。基于维生素B1(VB1) 分子中嘧啶基和(etomoxir sodium salt) ETX分子中羧基与Fe3+的配位以及有利于分子间Π-Π堆积的芳香基团,纳米药VFETX由 VB1、ETX和Fe3+通过简单和绿色的一锅法配位自组装而成。作者发现VFETX纳米药可以主动靶向肿瘤细胞膜表面VB1转运体,FMD治疗上调了肿瘤细胞VB1转运体(ThTr1/ThTr2)的表达,增加了营养感知纳米药VFETX的细胞摄取和肿瘤积累。FMD 治疗和VFETX纳米药,通过抑制脂肪酸代谢和能量供应,明显抑制了肿瘤生长而没有明显的副作用。该工作为FMD辅助功能化纳米递药系统的肿瘤能量调控和肿瘤治疗策略开辟了新思路。

论文信息:Jiayi Zhang+, Yue Yin, Jie Zhang, Jingran Zhang, Wen Su, Haixia Ma, Fuhao Jia, Guangjiu Zhao*, and Hai Wang*,Suppression of Energy Metabolism in Cancer Cells with Nutrient-sensing Nanodrugs. Nano Letters, 2022.

原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c00356


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