生物纳米技术主要被应用于药物的运输和生物感应这些领域,这些纳米粒子的生物特性尚待进一步的了解。最近,金纳米粒子(unmodified gold nanoparticles,AuNPs)引起了许多生化应用领域的关注,因为该纳米粒子具有生物适应性、易合成性以及强力绑定含有-SH-和-NH2-分子的能力。因此,许多生物分子,特别是蛋白质,能够通过半胱氨酸和赖氨酸残基成为AuNP的重要作用基质。这类含有半胱氨酸和赖氨酸的蛋白质绑定AuNP后可转变其结构和生物功能,这赋予了AuNPs成为治疗制剂的潜力。美国哥伦比亚大学的研究人员曾发现,AuNPs通过绑定肝素绑定生长因子(Heparin-binding growth factors,HB-GFs),例如血管内皮生长因子165(vascular endothelial GF 165,VEGF165)和碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast GF,bFGF),妨碍蛋白的折叠从而抑制其功能。由于HB-GFs对血管新生以及表皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)过程至关重要,而后者是肿瘤生长和转移的关键,因此,AuNPs也许能作为治疗肿瘤的制剂之一。
研究人员最近利用上皮卵巢癌模型进行了测试,结果发现,AuNPs能够通过破坏MAPK信号通路来抑制肿瘤细胞的增殖,而这种作用受到肿瘤大小和AuNPs浓度影响。此外,这些AuNPs还能通过降低一系列EMT相关蛋白的分泌,上调E-钙粘蛋白,下调Snail、N-钙粘蛋白、波形蛋白的水平来逆转肿瘤细胞中的EMT过程。AuNPs治疗抑制了MAPK信号通路并逆转了EMT,这在两种独立的卵巢癌模型中都实现了对肿瘤生长和转移的抑制。对肿瘤组织进行蛋白质印迹分析显示,E-钙粘蛋白获得了上调,Snail和磷酸化MAPK被下调,再次验证了AuNP治疗对EMT的逆转和对MAPK信号的抑制。
该项研究揭示了一种单纳米粒子破坏多种生长因子信号联级的治疗方案,该独特的治疗方案为抗肿瘤及肿瘤转移提供了新型的发展方向。(作者:沈颖)
参考文献:《Proceedings of the National Academy of Sciences》2013;110:6700-6705