文/ 陈根
三年的抗疫期,让中药成为真正的流行。其实,中药的效用远不止疫情中所表现出来的能量,早在20世纪六十年代中期,中国医学科学院血液学研究所就已经发现:成药当归芦荟丸对慢性粒细胞白血病(cml)有一定的治疗效果,归因于其中的主要药味青黛中所含的靛玉红是治疗cml的有效成分;靛玉红及衍生物对乳腺癌、肺癌、神经母细胞瘤等多种肿瘤都有抑制作用。
到了21世纪初期,哈佛大学医学院的sean e. lawler团队在《癌症研究》杂志上发表的一项研究发现,靛玉红及其衍生物6′-溴靛玉红-3′-丙酮肟(bia)对小鼠胶质母细胞瘤(gbm)有一定抑制作用。但是,bia在临床开发上一直受限,其原因一方面是因为bia本身的溶解性差;另一方面则是科研团队一直没有找到bia对gbm起到抑制作用的背后原因所在。
为了解决bia在临床受限的困境,sean e. lawler团队进行了长期的研究攻关。
bia对gbm细胞的抑制作用
为了探究bia对gbm影响的根源,研究团队观察了bio(另一个靛玉红衍生物,与bia结构相似)对gbm细胞的基因表达产生的影响,共有1625个基因表达发生了显著改变,28个与免疫调节功能有关的基因表达下调,这其中也包括gbm肿瘤微环境中与免疫逃逸密切相关的关键酶ido1。
同时,研究团队还在体外用ifnγ诱导gbm细胞系高表达ido1,再加入bia处理。结果发现,ido1受抑制的程度会随着bia浓度的增加而增加,当加入1μm bia时,ido1被完全抑制。鉴于ido1会抑制t细胞的免疫应答,所以研究团队认为,bia可能通过下调包括ido1在内的免疫抑制基因,提高了t细胞对gbm的杀伤力。
如何解决bia的溶解性差?
为了攻克bia的溶解性差问题,sean e. lawler研究团队开发出了bia纳米颗粒配方—pprx-1701。该配方由bia亚微米颗粒组成,外部搭载生物可降解的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(plga),可实现静脉注射给药。相对bia来说,pprx-1701的表面积更大,溶解性也得到了大幅度的改善,从而提高了bia的利用率。
同时,为了测试pprx-1701在体内所能发挥的效用,研究团队向gbm小鼠尾部静脉注射了10 mg/kg pprx-1701(高剂量bia),利用topflash荧光素酶报告检测pprx-1701的疗效。通过观察生物发光信号,研究团队发现,在注射1小时后,pprx-1701中的bia被成功地递送到了颅内肿瘤区域;在注射后的5个小时内,仍可在肿瘤组织中检测到pprx-1701。这说明,静脉注射pprx-1701可将有效浓度的bia精准递送到gbm细胞周围。
pprx-1701是否也能减缓肿瘤进展?
pprx-1701能提高bia的溶解性和利用率,那么,pprx-1701对肿瘤是否有直接的减缓作用呢?就此,研究团队观察了pprx-1701给药对免疫敏感gl261和免疫耐药ct-2a小鼠gbm模型生存期的影响。
结果显示,在gl261小鼠模型中,与对照组(注射空白纳米颗粒)相比,接受pprx-1701治疗(每周3次,共6剂,每剂20 mg/kg)的小鼠中位生存期更长(30天 vs. 42天),肿瘤体积更小(100 mm3 vs. 50 mm3)。在ct-2a小鼠模型中,pprx-1701治疗也明显延长了小鼠的生存期。由此说明,pprx-1701可阻断小鼠gbm模型肿瘤生长,提高小鼠的存活率。而且,pprx-1701不仅适用于年轻小鼠,在老年小鼠中也同样有效。
另外,通过组织病理学免疫荧光和qrt-pcr分析显示,gl261小鼠模型在接受pprx-1701治疗后,肿瘤组织中ido1阳性细胞数量明显减少,ido1转录水平也低了13倍。由此说明,pprx-1701可能通过抑制ido1来减缓小鼠gbm细胞的生长;经过pprx-1701处理后,gl261细胞肿瘤微环境发生了明显的改变,如出现cd8 t细胞和cd103 树突状细胞数量增加,m2巨噬细胞数量减少的现象。这说明,pprx-1701可以通过影响肿瘤免疫环境中的免疫细胞类型和数量,发挥抗肿瘤的作用。
sean e. lawler团队的研究发现靛玉红衍生物bia能通过抑制ido1的表达来治疗gbm,静脉注射pprx-1701,可延长gbm小鼠生存期;未来pprx-1701若能走向临床,或许有望解决gbm生存率低这一难题。