靶向脑部肿瘤代谢/免疫微环境的递药及治疗策略
脑部肿瘤是一种严重危害人类健康的神经系统恶性肿瘤,其中最常见和最致命的是胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme,GBM)。GBM具有高度的侵袭性、复发性和耐药性,目前的治疗手段包括手术切除、放射治疗和化学治疗,但其预后仍然很差,中位生存期只有15个月左右。GBM的发生发展受到其特殊的代谢和免疫微环境(tumor microenvironment,TME)的影响,因此靶向GBM TME的递药及治疗策略具有重要的意义和潜力。
GBM TME的代谢特征主要包括高度的葡萄糖代谢、氧化应激、酸化和低氧。这些特征使得GBM细胞能够适应恶劣的环境,增加生长因子信号、抗凋亡能力和基因不稳定性,同时抑制免疫细胞的功能和渗透。因此,靶向GBM TME的代谢途径是一种有效的治疗策略,可以通过抑制肿瘤细胞的能量供应、增加肿瘤细胞的氧化压力、改善肿瘤细胞的酸碱平衡或增加肿瘤细胞的氧敏感性来达到抗肿瘤效果。
例如:
抑制葡萄糖转运蛋白(glucose transporter,GLUT)或己糖激酶(hexokinase,HK)可以阻断葡萄糖进入肿瘤细胞并参与糖酵解,从而削弱肿瘤细胞的生存能力。一种名为3-溴吡酮(3-bromopyruvate,3-BP)的小分子药物可以同时抑制GLUT和HK,在体外和体内实验中显示出强大的抗GBM活性。
抑制乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)或单羧酸转运蛋白(monocarboxylate transporter,MCT)可以阻断乳酸从肿瘤细胞中释放出来,并导致肿瘤细胞内乳酸积累和pH下降,从而诱导肿瘤细胞凋亡。一种名为FX11的小分子药物可以抑制LDH,在体外和体内实验中显示出抗GBM活性。
抑制柠檬酸合成酶(citrate synthase,CS)或异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase,IDH)可以阻断柠檬酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCA cycle)的进行,并导致肿瘤细胞内柠檬酸积累和pH下降,从而抑制肿瘤细胞的增殖和迁移。一种名为BPTES的小分子药物可以抑制CS,在体外和体内实验中显示出抗GBM活性。
抑制谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase,GAD)或谷氨酸转运蛋白(glutamate transporter,GLT)可以阻断谷氨酸从肿瘤细胞中释放出来,并导致肿瘤细胞内谷氨酸积累和pH下降,从而抑制肿瘤细胞的代谢和信号转导。一种名为DON的小分子药物可以抑制GAD,在体外和体内实验中显示出抗GBM活性。
参考文献:
[1]Ganapathy-Kanniappan S, et al. 3-Bromopyruvate: a new targeted antiglycolytic agent and a promise for cancer therapy. Current Pharmaceutical Biotechnology. 2010;11: 510–517.
[2]Le A, et al. Inhibition of lactate dehydrogenase A induces oxidative stress and inhibits tumor progression. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2010;107: 2037–2042.
[3]Cardaci S, et al. Pyruvate carboxylation enables growth of SDH-deficient cells by supporting aspartate biosynthesis. Nature Cell Biology. 2015;17: 1317–1326.
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