研究人員描述了一種新的機制,通過干擾離子穩(wěn)態(tài)誘導癌細胞的自我殺傷。韓國科學技術研究院生化工程系的一個研究小組開發(fā)了螺旋多肽鉀離子載體,可導致程序性細胞死亡。離子載體增加活性氧濃度,使內質網應激至細胞死亡。
細胞內外環(huán)境的電化學梯度在細胞生長和代謝中起著重要作用。當細胞的離子穩(wěn)態(tài)受到干擾時,加速細胞凋亡的關鍵功能受到抑制。
盡管離子載體作為一種離子穩(wěn)態(tài)干擾劑已得到廣泛的應用,但其細胞死亡機制尚不清楚,生物應用也受到限制。在發(fā)表于《先進科學》(Advanced Science)雜志的這項研究中,該團隊提出了一種基于α螺旋肽的抗癌劑,它能夠運輸水溶性鉀離子。陽離子、親水性和鉀離子基團結合在肽側鏈末端,提供離子轉運和親水性。
這些肽基離子載體降低了細胞內鉀離子濃度,同時增加了細胞內鈣離子濃度。細胞內鈣濃度的增加產生細胞內活性氧,引起內質網應激,最終導致細胞凋亡。
研究人員使用荷瘤小鼠進行抗癌效果評估,確定了治療效果,甚至在動物模型中也是如此。結果表明,內質壓力介導的細胞凋亡對腫瘤生長有較強的抑制作用。
該研究的第一作者Dae-Yong Lee博士說:"以肽為基礎的離子載體比傳統(tǒng)的化療藥物更有效,因為它通過升高活性氧種類水平誘導細胞凋亡。"Kim Yeu-Chun教授說,他希望這一新的機制能夠作為一種新的化療策略得到廣泛應用。這項研究由國家研究基金會資助。
參考資料:
DaeYong Lee et al.A Helical Polypeptide‐Based Potassium Ionophore Induces Endoplasmic Reticulum Stress‐Mediated Apoptosis by Perturbing Ion Homeostasis, Advanced Science (2019). DOI: 10.1002/advs.201801995