癌症药物载体的结构如何帮助选择性靶向癌细胞

日本科学家揭示了优化卟啉衍生物的结构如何有助于改善药物向癌细胞的递送

卟啉是有趣的药物传递媒介，可以特异性地积聚在癌细胞中。然而，尚未很好地理解药物缀合的卟啉的结构如何影响其渗透和在癌细胞内积累的能力。东京理科大学的研究人员现在研究卟啉衍生物的结构与肿瘤蓄积之间的相关性。他们的发现可以帮助优化药物输送，可能会促进癌症治疗。

癌症的罪魁祸首是流氓已经变得无法控制分裂的健康细胞。这些细胞获得了优于正常细胞的生长优势，并通过改变参与生长和代谢的细胞途径来操纵其环境。在过去的几十年中，各种途径和蛋白质的改变已被确定为治疗干预的目标。然而，仍然具有挑战性的是选择性靶向癌细胞并确保药物以足够的量到达肿瘤，而不会严重影响正常细胞。在这方面，生物相容的递送载体（对正常细胞无毒）可能是有用的。

一种这样的潜在候选物是＆＃34;卟啉；＆＃34;。一组有机环状化合物，形成人体中几种蛋白质的功能中心。卟啉以其“光敏性”而著称。作用，即它们在光刺激下释放活性氧的能力。这些反应性物质使卟啉具有抗癌活性。卟啉还有另一个优点：在结构上，它们由四个称为“吡咯亚基”的亚基组成。赋予它们特定的电子特性。这些电子性质与癌细胞上的受体结合，促进卟啉在癌细胞中的选择性积累，从而用作有效的药物递送系统。但是，尚未充分研究与卟啉结合的官能团的空间位置（原子排列）如何有利于卟啉结合药物在癌细胞中的最大积累和分布。

为了回答这个问题，东京理科大学的研究人员包括Asst。东条俊文教授，西田幸志先生近藤武史教授和汤浅诚教授更深入地研究了卟啉衍生物的结构如何影响肿瘤的积累。他们的发现发表在《科学报告》杂志上。主持这项研究的Tojo博士在解释其动机时说，卟啉由于其在癌细胞中的蓄积能力而被用作癌症治疗新药的基本骨架。它们具有用于药物缀合的不同官能团修饰位置。这些位置是否赋予不同的物理性质和膜渗透性尚不清楚。我们的目的是调查这些差异如何影响药物输送。＆＃34;

在他们的研究中，研究人员探索了卟啉中官能团的β（第三）和内消旋（中间）位置。首先，他们使用乳腺癌细胞系研究了这些功能性位置如何影响癌细胞中2到24小时时间点的时间依赖性积累。他们发现，介孔衍生物在细胞中的蓄积量比β衍生物高3倍，而且具有较小官能团的衍生物比较大的衍生物具有更好的聚集性。

接下来，他们研究了这些官能团位置如何影响卟啉进入癌症的途径。他们发现卟啉结合物与血浆蛋白形成复合物，从而促进它们通过内吞小泡的转运。另外，这些化合物还可以通过细胞膜扩散到细胞质中。

此外，考虑到它们的富电子性质，卟啉可能与将其转运至细胞的血清蛋白相互作用。因此，研究人员测量了不同的位置如何影响这些卟啉偶联物与血清蛋白的亲和力，以及增加的亲和力如何增强肿瘤的积累。他们发现，介观位置改善了卟啉结合物的细胞内积累，但对小功能基团向细胞内的移动没有​​重大影响。

Tojo博士总结了他们的发现，＆＃34;我们的研究表明，卟啉的官能团修饰位置极大地影响了膜的通透性和细胞内肿瘤的积累。我们希望我们的发现可以帮助为新型卟啉药物的结构设计提供指导。

总体而言，他们的研究深入了解了如何考虑药物传递系统（如卟啉）的结构才能达到最大功效，从而有望为癌症药物传递的发展铺平道路。

癌细胞中卟啉积聚与用作药物载体的功能部位之间的相关性评估

东京科学大学（TUS）是一所著名且受人尊敬的大学，也是日本最大的科学专业私立研究型大学，在东京市中心及其郊区和北海道拥有四个校区。大学成立于1881年，通过在研究人员，技术人员和教育工作者中灌输对科学的热爱，为日本的科学发展做出了持续的贡献。

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Tojo Tumifumi Tojo博士是东京科技大学纯技术与应用化学系的助理教授。他已从东京工业大学获得博士学位。他感兴趣的研究领域包括药物化学和药物输送系统，并且他在该领域撰写了几篇同行评审文章。