图1
INTRODUCTION
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研究介绍
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研究背景
Background
肿瘤细胞的快速增殖需求使得它们对其代谢状态进行重新编程，以获取更多的营养并加速分解代谢。传统的癌症治疗策略中，营养饥饿疗法通过降低循环中的葡萄糖和脂质水平，或者通过抗血管生成关闭肿瘤的营养供应，理论上可以限制肿瘤细胞的生长和转移。然而，这些策略的临床实践效果并不理想。肿瘤细胞强大的营养获取能力使得营养剥夺更多地损害正常细胞而非肿瘤细胞。
此外，高达80%的癌症患者存在不同程度的营养不良。营养缺乏不仅直接导致至少20%的癌症死亡，而且可能驱动癌细胞突变，使其对葡萄糖和脂质的捕食和代谢能力增强，变得更具有攻击性。因此，通过特异性干扰肿瘤代谢抑制肿瘤进展已经成为了当前研究的热点。
研究目的
Objectives
戈谢病（Gaucher Disease, GD）是一种遗传性溶酶体储存障碍，由葡糖脑苷脂酶（GBA）的突变引起，其显著特征是葡萄糖基β-D-胆固醇（GlcChol）在溶酶体中异常积累，进而引发严重损伤。GlcChol 是胆固醇与葡萄糖糖基化作用的结果。鉴于肿瘤细胞与正常细胞在代谢特征上的差异，此研究的目的在于利用癌细胞对葡萄糖和脂质的高需求，诱导类似于GlcChol的积累，从而有效延缓肿瘤细胞的增殖。
2024年5月13日，南京大学胡一桥团队在《Nature Nanotechnology》杂志发表题为“Nanoparticles for inducing Gaucher disease-like damage in cancer cells”的研究论文。（图1）
RESULTS
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研究要点
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该研究团队设计了一种由苯硼酸修饰的胆固醇（CholB）和白蛋白组成纳米粒子（AbCholB）。（图2）
图2.AbCholB的制备过程。
白蛋白可通过脂蛋白受体（ LDLR） 将脂质货物运入细胞。CholB 进入癌细胞后释放出来与葡萄糖发生反应，生成与GlcChol相似的糖基化产物GlcCholB。GlcCholB 在溶酶体中积累并聚集成微米大小的晶体，导致溶酶体肿胀和类似 GD 的损伤。（图3）
图3.AbCholB在癌细胞内诱导戈谢病样损伤的示意图。
此外，与GD细胞类似，哺乳动物雷帕霉素靶标（mTOR）的营养传感功能也会因癌细胞中GlcCholB的积累而被钝化。癌细胞失去了生存和增殖所需的营养感知能力，最终导致代谢功能障碍和细胞死亡。由于恶性细胞对葡萄糖和胆固醇的需求增加，它们会吞噬更多的AbCholB，并因此遭受更严重的GlcCholB积累和类似GD细胞的损伤。相比之下，正常细胞由于争夺营养的能力较弱，不会受到类似的损害。（图4）
图4.AbCholB诱导GD样损伤抑制肿瘤生长和转移。
DISCUSSION
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研究讨论
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研究亮点
1 | 此策略巧妙地模仿了戈谢病的损伤机制，将原本促进肿瘤细胞增殖的“营养”转化为抑制肿瘤细胞增殖的“毒物”。 |
2 | 与其他癌症靶向纳米颗粒不同，由于肿瘤细胞对营养的贪婪特性，这种方法具有高度的特异性，能够确保正常细胞免受损伤。 |
参考文献
Yue C, Lu W, Fan S, Huang Z, Yang J, Dong H, Zhang X, Shang Y, Lai W, Li D, Dong T, Yuan A, Wu J, Kang L, Hu Y. Nanoparticles for inducing Gaucher disease-like damage in cancer cells. Nat Nanotechnol. 2024 May 13. doi: 10.1038/s41565-024-01668-4. Epub ahead of print. PMID: 38740934.
PROFILE
胡一桥
南京大学二级教授/博士生导师
在“生物材料与纳米生物学”领域从事多年研究工作，主持多项国家、省部级科研项目，包括国家重大科技专项（纳米专项），国家自然科学基金，江苏省支撑计划等。首创国际领先的“折叠/解折叠”生物材料纳米组装理论及技术，获得美国、欧洲、日本、中国等国授权专利10余项，相应产品获得国家药监局批准上市。
END
文案 | 张婷婷
排版 | 张婷婷、姜笑南
审核 | 姜笑南
发布｜姜笑南
世界生命科学大会
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