發(fā)布時間：2020-04-09 03:14

【摘要】：自噬是進化古老且高度保守的分解代謝過程,通過被稱為自噬體的雙膜囊泡,包裹細胞內的蛋白或細胞器,遞送至溶酶體進行消化再循環(huán)以維持細胞新陳代謝,是細胞對抗饑餓或壓力的應激反應。腫瘤在生長過程中,為了滿足代謝需求,一種方式是分泌血管生成因子,刺激新生血管的生成;一種方式是依賴自噬。因此,臨床上治療腫瘤的策略是首先進行手術切除,然后進行放化療,使殘存的腫瘤細胞處于生長壓力中,進而使用自噬抑制劑與化療藥物聯合治療,將腫瘤細胞殺死。臨床上常使用氯喹或氫氯喹作為自噬抑制劑,但是作為一種化學藥劑,具有一定的毒性,因而會在治療中或預后產生副作用。又因為它是溶酶體堿化劑,腫瘤本身的酸性環(huán)境會影響它阻斷自噬的功能。因而亟待開發(fā)一種安全有效的自噬阻斷劑來指導臨床試驗的進行。隨著納米醫(yī)藥的發(fā)展,納米材料的作用日益凸顯,納米材料對細胞的自噬行為的影響受到了越來越多的關注。三氧化二砷(ATO)對急性早幼粒白血病治療效果顯著,五年無病生存率達到90%以上,使其成為第一個可以治愈的癌癥,但是治療實體瘤效果不理想。原因可能是ATO誘導的自噬行為,增加了腫瘤細胞對藥物的抗性。因此,應用阻斷自噬的方法來提高ATO對實體瘤細胞的敏感性不失為一種有效的手段。因此我們將應用納米材料對自噬的調節(jié)作用,聯合化療藥物ATO,提高對實體瘤的治療效果。現將主要的研究成果概括如下:(1)首先對市售多種納米材料進行形貌及物理參數表征,然后在統(tǒng)一的安全濃度下,通過自噬標志蛋白篩選出具有自噬阻斷特性的納米材料。進而聯合化療藥物ATO對人源實體瘤細胞HepG2的細胞存活率進行研究,篩選出最有效的納米材料NDs。(2)在急性早幼粒白血病中我們發(fā)現,ATO對它的自噬沒有影響,因而聯合NDs治療沒有明顯效果。在低濃度的ATO下,能顯著誘導實體瘤細胞發(fā)生自噬,這種行為會增加細胞對化療的抗性,使其對化療藥物不敏感。我們通過多種手段證明ATO與NDs聯合治療在體外的良好殺傷腫瘤細胞的效果是自噬依賴的。進一步通過細胞內As元素的測定和分布發(fā)現,聯合治療的顯著效果并不基于NDs的良好載藥功能,NDs沒有增加細胞對As的攝取。(2)基于體外聯合治療殺傷腫瘤細胞的良好效果。我們將這種聯合治療的策略應用于肝原位荷瘤鼠的治療中。中劑量ATO與NDs聯合治療,有效抑制腫瘤生長,使抑瘤率提高到90%。與單獨ATO治療相比,使抑瘤率提高了50%。同時大大延長了裸鼠的生存期,緩解了腫瘤生長對肝功腎功的影響,減少了癌癥中晚期并發(fā)癥的出現,趨于正常的裸鼠體重反映了治療后的健康狀況。腫瘤中大量的細胞凋亡以及免疫印跡結果凸顯了NDs作為自噬阻斷劑的顯著效果。同時與體外結果相同,NDs的存在并沒有使腫瘤細胞攝取更多的As。總之,我們篩選出了一種安全、效果好且具有自噬阻斷特性的納米材料,取代臨床上使用的自噬阻斷劑氯喹或者氫氯喹,為新型臨床自噬阻斷劑的開發(fā)提供新的思路�；谠隗w內外表現出的顯著殺傷實體瘤的效果,使ATO應用于實體瘤有望具有急性早幼粒白血病的治療效果,擴大了這種古老藥方的治療范圍,具有廣泛的臨床應用前景。
【圖文】：

自從Christian de Duve在1963年提出“自噬”這個術語之后[1]（如圖1.1所示），對自噬的理解以及怎樣利用自噬途徑來指導、改善臨床結果還需要很長的路要走。Yoshinori Ohsumi 因闡明自噬工作機制的突出貢獻被授予 2016 年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，突出了自噬在健康和疾病中的重要性，特別是自噬在癌癥治療中的重要作用。自噬是一把“雙刃劍”，人們認為自噬可以抑制癌癥的發(fā)展。相反的，癌癥病灶一旦建立之后，自噬流的有效進行往往會有利于腫瘤細胞存活和生長[2-3]。因此，，在癌癥治療中，有一個重要的問題出現在我們面前：我們在治療腫瘤的過程中是應該嘗試增強自噬還是試圖抑制自噬？在惡性腫瘤發(fā)展前期，很多證據表明自噬的增強可能會達到預防癌癥發(fā)展的目的[4]。相反在癌癥晚期，增強自噬和抑制自噬都是抑制腫瘤發(fā)展的策略[5-7]。圖 1. 1 在腫瘤中靶向自噬成功的重大發(fā)現時間表Christian de Duve 在 1963 年的一次溶酶體會議上首次提出了“自噬”一詞。從那時起

導自噬是不可行的，但也使用營養(yǎng)保健品，如海藻糖[49]和熱量限制模擬0-51]，以及運動[52]通過誘導自噬的方法抑制癌細胞的生長。其他較少研究的自噬形式包括微自噬和分子伴侶介導的自噬（CMA），非性微自噬通過直接吞噬細胞質或其他細胞組分介導，通過管狀膜內陷進入溶。選擇性微自噬涉及直接靶向特定細胞器進入溶酶體，如過氧化物酶體（微自噬），核的非必需組分（細胞核的零星微自噬）和線粒體（微線粒體自噬3]。雖然微自噬已與神經退行性疾病發(fā)展有關，如阿爾茨海默病和亨廷頓病及溶酶體糖原儲存疾病，如龐貝病，但是一直沒有牽連在癌癥治療中[54-55]。伴侶介導的自噬（CMA）是一種選擇性自噬的形式，其中胞質蛋白與相關 KFERQ 基序被熱休克同源 71kDa 蛋白（HSC70；也稱為 HSPA8）識別，形個分子伴侶復合體[56-57]。通過溶酶體相關膜蛋白質 2A（LAMP2A）定位于體上。CMA 已與癌癥產生關聯[58-59]，藥物能夠靶向溶酶體可能會對所有類自噬產生影響。
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院上海應用物理研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1;R730.5

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本文編號：2620210