前沿合作丨lcmsms助力光动力疗法新进展,让癌细胞“见光死” | 岛津分析检测-乐鱼apo

2023-01-16

 

导 读

  近年来,不论国内外,恶性肿瘤的发病率都在明显上升,已成为严重威胁人类生命安全和社会发展的重大公共卫生问题,寻找一种有效的治疗方法至关重要。目前,恶性肿瘤的治疗方法多种多样,但每一种疗法都有其适应症和不良反应,对部分患者有效,但仍有许多患者出现不良结局,因此,肿瘤的新型治疗方法始终是学者们研究的重点。光动力疗法(pdt)是肿瘤治疗研究的热门疗法,与传统治疗方法相比,它是一种非侵入性治疗,不良反应轻,可多次重复,对肿瘤细胞选择性高的治疗方法。

  我们与北京理工大学谢海燕团队左立萍博士针对此方法,从光和氧这两个因素进一步探索完善,从而增强了pdt效果,使pdt在临床上发挥更明显的作用,研究成果发表在《angewandte chemie》上。

 

光动力疗法简介

 

  光动力疗法(pdt)是一种新的肿瘤治疗方法。其利用肿瘤细胞代谢活跃的特点,在注射药物(光敏剂)后,肿瘤组织内浓度明显高于周围正常组织。在适当时间用特定波长的激光照射肿瘤组织,激活光敏剂,产生活性氧,特异性破坏肿瘤细胞及肿瘤新生血管。此疗法具有高选择性,微创性,疗效确切,毒性低微,可消灭隐性癌症病灶的特点。

研究成果快览

 

  pdt在治疗过程中很少有光敏剂(ps)本身能够特异性地靶向肿瘤,并且其过程需要消耗氧杀灭癌细胞,而人体内的实体肿瘤生存的环境很多都是厌氧环境,会对这种疗法的“威力”产生不小的影响。北京理工大学谢海燕教授团队针对以上问题,进行了前沿性探索,研究人员将5-氨基乙酰丙酸己酯盐酸盐(hal)和3-溴丙酮酸(3bp)同时封装到从x-射线照射的肿瘤细胞(x-mp)收集的微粒中。系统给药后,x-mp收集微粒的载药体(hal/3bp@x-mp)可以特异性地靶向肿瘤组织并被肿瘤细胞摄取,其中hal通过固有的血红素生物合成途径诱导光敏剂(ppix)在线粒体中的合成;同时,3bp通过抑制线粒体呼吸显著增加线粒体内氧气浓度。ppix和氧气的准确共定位和快速接触产生足够的活性氧(ros)直接破坏线粒体,一次给药即可消除肿瘤生长并抑制肿瘤转移,从而显著改善pdt结果。


图1. hal/3bp@x-mp的体外细胞毒性:不同药物处理3天后多细胞肿瘤的球体3d图片

  经hal/3bp@x-mp光动力疗法治疗后,与其他组别相比多细胞肿瘤的球体明显减小,表明 hal/3bp@x-mp的pdt治疗效果最佳。


图2. hal/3bp@x-mp抗肿瘤疗效的体内评价:
f)肿瘤组织的ki67染色,标尺=100 mm;
g) 不同组肺切片苏木精-伊红染色,标尺=100mm。

  图2 f)中表示不同的pdt对肿瘤细胞增殖的抑制效果(通过ki67染色表达),结果表明hal/3bp@x-mp组的pdt对肿瘤细胞增殖的抑制效果最明显;g) 中表示不同的pdt对肿瘤细胞的抗转移作用,结果表明hal/3bp@x-mp组的抗转移效果最明显。

lcms-8045,科研好助手

  在此研究过程中,需要测定x射线照射的x-mp中的hal和3bp的封装率,但由于分光光度法及液相色谱法的灵敏度无法满足检测需求,且有基质干扰,因此选用岛津lcms-8045完成了封装率的测定——岛津lcms-8045拥有最快30000u/s的扫描速度和5 msec超快速的正负极性切换功能,具有远高于紫外检测器的灵敏度,可实现对痕量hal和3bp的定性、定量、正负离子同时检测。


图3. 利用lcms-8045测定x-mp中的hal 216.15>114.1 (正离子)与3bp 64.85 >78.9(负离子)

  本研究构建的智能肿瘤细胞衍生微粒为pdt提供按需合成光敏剂并能显著增加线粒体内氧气浓度,为开发安全高效的pdt治疗方式以对抗癌症提供了一种新思路。此外,使用岛津超高效液相-三重四极杆质谱联用仪lcms-8045测定了封装进入x-mp微粒中的hal和3bp的含量(见图3),为智能肿瘤细胞衍生微粒对药物封装率的测定提供了新的方法。

专家声音

  文章第一作者左立萍博士表示:近年来,智能肿瘤细胞衍生微粒作为一种理想的药物载体正在兴起,因为可以逃避非特异性结合和免疫清除。但对其载药量的研究目前主要是采用分光光度法与液相色谱法,但以上两种方法灵敏度差且容易受到基质干扰,岛津三重四极杆质谱联用仪lcms-8045具有灵敏度高,特异性强的优点,是测定智能肿瘤细胞衍生微粒对药物封装率的有效工具,为我们课题研究提供了技术支撑。

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