JMT日本医疗——日本研发出在不损伤癌细胞膜的情况下导入药物的技术

点击量：5801   日期：2023-10-24 12:02    编辑：JMT日本医疗

日本大阪公立大学于2023年10月5日宣布，无需在癌细胞膜上开孔，可将超微量药物导入细胞内，其结果是，将诱导癌细胞细胞死亡的肽高效率地导入细胞内，成功的让癌细胞死亡。该研究由该大学研究生院理学研究科的大村美香研究生（博士前期课程2年级）和中濑生彦教授、京都大学化学研究所的二木史朗教授、武库川女子大学药学部的中濑朋夏教授等研究小组进行。研究成果在线刊登在《ACS Applied Materials&Interfaces》上。

 

近年来，功能性蛋白质、核酸、人工高分子等新的药物日益产生。但是，使高分子药通过细胞膜导入细胞内是困难的，很多药物以存在于细胞外的生物分子为靶点。

 

在迄今为止的细胞内导入技术中，代表性的是通过针向细胞导入目标药物的方法、对细胞施加高电压使细胞膜结构不稳定后再导入目标药物的方法。这些方法的可靠性高，细胞内导入效率高，另一方面需要熟练的技术，而且作业效率低，对细胞生存率的影响大等问题。研究小组为了解决这些问题，作为简便且不损伤细胞的新的细胞内导入技术，正在推进使用喷墨系统和膜透过性肽的方法的开发。

 

通过液滴喷出速度上升，可以提高细胞膜通过/向细胞内的转移效率，也可以控制喷出量

 

在本次研究中，首先将使用喷墨系统（聚类技术株式会社制）荧光标记的病毒来源的膜透过性肽（FHV coat（35-49）放入相当于喷墨打印机的墨盒部分的头部分，向人宫颈癌来源的HeLa细胞喷出观察细胞内转移。其结果，确认液滴的喷出速度越增加，细胞膜通过及向细胞内的转移效率越上升。并且，据说类表皮癌和乳腺癌细胞同样也确认了FHV肽的高效率的细胞内转移。

 

该喷墨系统不仅可以以微微升水平控制一滴，还可以在1秒内连续高速喷出1000次。虽然今后有必要调查详细的机制，但该技术可以说是在不损伤细胞膜的情况下，目的分子通过，高效率地到达细胞内的划时代的技术。

 

PAD/FHV肽结合+喷墨高效诱导癌细胞死亡

 

其次，为了使目标癌细胞群诱导细胞死亡，进行了PAD（pro-apoptotoc domain）肽的细胞内导入实验。PAD肽进入细胞内会损伤线粒体的膜，诱导细胞死亡。但是，仅靠PAD肽，向细胞内的转移效率非常低，不能作为抗癌剂使用。在该研究中，将FHV肽与PAD肽结合，进而使用喷墨系统，结果高效地导入癌细胞群，成功诱导细胞死亡。另一方面，在没有结合FHV肽的PAD肽单独的情况下，也确认了即使使用喷墨导入效率也低，不能诱导细胞死亡。

 

并且，分子量约15万的巨大分子的抗体，通过使用使细胞膜不稳定化的膜透过性肽（L17E）和喷墨系统，也确认了可以高效率地通过细胞膜导入癌细胞群细胞内。

 

作为简便、高效地将目的药物送到细胞内的技术，期待广泛的应用

 

该研究成果有望成为从基础生物学研究着眼于医学、药学的临床应用，可应用于各种药物递送的波及效果高的技术。

 

研究小组说：“目前为止，以技术上困难的细胞内分子为目标的高分子药可以广泛应用，也可以利用难以导入细胞膜内的药物。也可以考虑在显微镜手术中向目标细胞群导入药物等，也可以期待技术应用的扩大。”

 

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