树枝状大分子-药物结合物酶促深穿透胰腺肿瘤的研究

本文选自ACS Nano,DOI: 10.1021/acsnano.0c00974,喜欢的朋友可以自行下载,不废话,上图。

本文所说的药物是树状大分子-喜树碱结合物,它通过γ-谷氨酰转肽酶(GGT)触发的细胞内吞和跨细胞吞噬作用,主动渗透到PDA瘤的深处。通过活性氧(ROS)敏感的连接物将CPT与聚酰胺胺(PAMAM)树枝状大分子共价键合,然后用谷胱甘肽对其进行表面修饰,合成了树状大分子-药物偶联物。一旦偶联物被输送到PDA肿瘤周围,血管内皮细胞或肿瘤细胞上过表达的GGT就会触发谷胱甘肽的-谷氨酰转移反应。进入细胞后GSH阴性基团被剪切,阳性基团显露,迅速触发出胞,扩大了药物在肿瘤组织的聚集,进入肿瘤组织的药物,在肿瘤细胞内处理ROS,释放CPT,从而实现对细胞的杀灭作用。这个图的作用看明白了吧。

胰腺癌组织致密,间质成分较高,以CG为主要的化疗方案难以取得良好的结果,本文就以此为切入点,属于老药新方法老用,可能也是主要的创新点。

文章上来就说了这个生物大分子和药物是如何制造,然后作者设计了三种生物大分子,这里主要是关于加入不同的基团对于文中所用的药物的功效影响最小的方案,最终作者选择了结合GSH方案的生物大分子药物,这种药物分子大小也是纳米级别的。这和我们的外泌体有什么区别?

然后,作者又进一步研究了使用BxPC-3细胞的细胞摄取、吞噬途径、亚细胞分布、细胞内转运和转胞作用。

(A)细胞摄取呈时间依赖性。(B)内吞抑制剂和低温(4oC)对孵育3h后细胞摄取的抑制作用。(C)激光共聚焦显微镜观察GSHPTCy5CPT(红色)在2h内的亚细胞分布。细胞核(蓝色)、溶酶体(绿色)。 (E)用流式细胞术对D组的穿细胞性进行定量。
Transcytosis of the conjugates using  the co-incubation method visualized by CLSM(激光共聚焦显微镜观察跨胞转运)

总结一下就是添加GSH基团的细胞吞噬和外排均较高。作者又进一步作了这个药物在体外的实验。首先作者先构建了BXPC-3的球体,说白了就是模拟体内肿瘤的立体结构,然后看看药物在肿瘤内部的分布情况,以及加入各种抑制剂后的分布情况。可见结合GSH基团的扩散效果最好。具体这个BXPC-3MT怎么构建啊,我很好奇!!

用Hoechst33342预处理BxPC-3MT细胞12h,分别用或不加细胞内途径抑制剂Genistein、胞外途径抑制剂EXO_1或GGT抑制剂GGsTop预处理6h,然后用Cy5标记的结合物培养6h,以25μm Z间隔用激光共聚焦显微镜Z-STACKS观察细胞

做药物的都会做药效学和药动力学实验,说白了就是药物的代谢和效用的问题。这个在体内的实验。(专业以外,具体也不太清楚怎么整)

(A)小鼠和组织在iv给药后12小时的荧光成像。(1)肿瘤,2,心,3,肝,4,脾,5,肺,6,肾,7,脑,8,肌肉,9,肠)图像,并用Living Image®-4.5软件研究荧光强度。(B)结合物的肿瘤穿透性。FITC-LEL染色和心脏灌注后,CLSM成像显示肿瘤切片。比例尺=100µm。(C)如白色箭头所示,在选定的B区,荧光强度从血管到肿瘤内部变化。D图显示了如何射片的,E图显示了随时间得到的结果
用透射电镜观察和分析E组肿瘤血管的超微结构。GSHPTCPT治疗组小泡(绿色箭头)和小泡(红色箭头)高度丰富。在透射电镜图像中,RBC表示红细胞。

总之,结合GSH基团的生物大分子显示出良好的药物动力学效应。下面做药效学实验了。作者先作了皮下成瘤的实验,肿瘤长到100mm3就分别应用药物处理,显示出了GSH基团的生物大分子有着良好体内抗肿瘤效应

作者又作了原位肿瘤实验。

文章自此做完了,有几点疑问,作者用TCPT结合到生物大分子上,为什么最后用GEM做体内实验?为什么原位肿瘤和皮下瘤分别做了相同的实验?为什么作者不用自发成瘤的KPC鼠进行实验?这个生物大分子剂量怎么计算得到的?作者有没有做毒理实验啊,因为可以看到生物大分子在多器官聚集,化疗药物的副作用有没有增加?以及这些生物大分子代谢的问题,通过什么途径,会不会体内聚集?文中都看不到啊,也不知道补充材料说了没有,总之,作者给我们提供了一个合理的方法用于治疗胰腺化疗,同时又助于药物进入及释放从而发挥效应。对于其他的肿瘤也有可移植的作用,其实本文只是一个药物表型研究,没有机制,理论来说单做药物表型,而且做的也不是很新的东西,属于老药新方法,难以达到如此点数,只是因为作者用了一个新分子结合药物,创新性比较强,所以才会有这个点数,做其他药物的可以参考一下,特别是结合不同药物或者能够结合miR或者蛋白进入肿瘤那更好了,基本上发挥了外泌体的作用了。模拟起来吧,欢迎批评,指导!!!

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