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如何在放療期間將硼保留在細胞內

關于癌癥生物學的日益增長的知識促進了涉及選擇性靶向和殺死癌細胞的許多治療策略的發展。一種這樣的治療選擇是硼中子捕獲療法(BNCT),這是一種放射療法,涉及將硼轉移到癌細胞中,然后將其暴露于中子顆粒,使其發生核裂變,從而殺死癌細胞。如果我們可以確保硼僅存在于癌細胞中,那么我們可以特異性地僅破壞癌細胞,而不會損害人體的正常細胞。

科學家首先發現了使用對-硼烷苯丙氨酸(BPA)誘導這種“選擇性攝取”的方法。BPA是具有苯丙氨酸結構的含硼化合物。區別癌細胞與正常細胞的因素之一是被稱為“ LAT1氨基酸轉運蛋白”的特殊結構過多,該結構識別并允許苯丙氨酸轉運進入細胞。因此,當BPA存在于癌細胞外部時,細胞表面的這些轉運蛋白使其進入癌細胞,從而使BNCT成功。BPA一直被認為是BNCT最好的藥物。

但是,BPA有一個缺點。一旦癌細胞中的BPA水平升高,就會通過“反轉運”機制將其排出,這使BNCT在某些情況下有效具有挑戰性。因此,要求患者接受30-60分鐘的BPA連續輸注,以維持細胞內所需的量以使反應成功。這也使門為人為錯誤打開,例如在處理過程中可能使針頭脫落。

為了克服這些缺點,東京工業大學,京都大學和西山信弘教授領導的iCONM的科學家決定探索將硼保留在癌細胞中更長時間的其他方法。Nishiyama教授說:“我們假設,調節細胞內BPA的存在將確保它們不會通過反端口機制被送回。”

為了檢查這一點,他們將稱為聚乙烯醇(PVA)和BPA的化合物混合在一起,形成了PVA-BPA復合物,并觀察了該化合物在癌細胞中的內在化。他們發現添加PVA不會影響BPA的苯丙氨酸結構,從而使LAT1轉運蛋白能夠識別PVA-BPA復合物。但是,由于這種復合物太大而無法通過轉運蛋白,因此LAT1轉運蛋白將復合物吞入稱為內體的細胞器中,然后將其轉運到細胞中。由于BPA現在安全地位于內體中,因此癌細胞無法通過反轉運機制將其立即推出。這確保了硼在細胞中保留的時間足夠長,可以有效殺死癌細胞。此方法也在動物模型中進行了測試,

因此,添加PVA提供了一種極其簡單的解決方案,可增強BPA的治療潛力。Nishiyama教授指出:“這項技術不費吹灰之力,并提供了一種新的給藥方式,著重于藥物的代謝消除過程。我們將與STELLA PHARMA CORPORATION合作推進PVA-BPA復合物的臨床試驗研究。誰進行了BPA臨床試驗。”

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