开发出用于癌症光疗的线粒体靶向纳米胶囊，在小鼠身上证实了其作用

构建负载PS的MITO-Porter，并利用癌症小鼠模型进行验证实验

北海道大学8月24日宣布，它已经成功地构建了一个配备有光敏剂(PS)的线粒体靶向纳米胶囊，并在使用携带人类癌症的小鼠进行的验证实验中证明了 "线粒体靶向癌症光疗策略 "的有用性。 这项研究是在该大学的制药科学研究生院进行的。 这项研究是由该大学药学研究生院的山田雄马副教授和原岛秀吉教授，以及电子科学研究所的高野裕太副教授领导的研究小组进行的。 该研究结果已发表在《Nanoscale Advances》上。

癌症光疗有望成为患者身体负担较轻的治疗方法，因为它可以在选定的区域内杀死癌组织，而不需要切除患处。 然而，目前的光疗原理由于未被杀死的癌细胞的增殖而带来了抗癌的风险。 大多数抗癌药物通过攻击细胞核来杀死癌细胞，而细胞核是储存基因的地方。 然而，为了杀死已经产生抗药性的癌细胞，有必要针对细胞的其他部分。

在这项研究中，研究人员试图测试一种破坏癌细胞线粒体的新型癌症光疗法。 该研究小组以前曾使用线粒体靶向纳米胶囊(MITO-Porter)将抗癌药物送入耐药癌细胞的线粒体，在细胞实验中取得了一些成功。 向线粒体输送药物的技术在不断发展，我们一直在努力实现向体内癌细胞的线粒体输送药物的目标。

在这项研究中，我们构建了一个配备PS的MITO-Porter，并使用携带人类衍生癌症的小鼠进行了验证实验，挑战证明 "针对线粒体的癌症光疗策略 "在动物实验中的有用性。

MITO-Porter(rTPA)给药和光照射组的抗肿瘤效果

在这项研究中，我们选择了一种具有卟啉骨架的新型化合物(rTPA)，它可以通过近红外(700纳米)光照射诱导线粒体中的活性氧(ROS)生成反应作为PS。 在分子传递方面，研究小组使用了MITO-Porter，一种由研究小组开发的针对线粒体的纳米胶囊。 为了将rTPA输送到线粒体，研究了加载rTPA的MITO-Porter(rTPA)的构造。 我们成功地制备了纳米大小的颗粒(颗粒大小：100-200纳米，ζ电位：+30-40毫伏)。

我们将荧光标记的rTPA-MITO-Porter加入作为模型癌细胞的人类舌癌细胞(SAS细胞)，并通过荧光显微镜观察纳米胶囊的亚细胞定位。 结果显示，rTPA-MITO-Porter在线粒体中积累，证实了MITO-Porter对rTPA的线粒体传递。 另一方面，当使用没有线粒体靶向能力的阴性对照纳米胶囊时，没有观察到rTPA-MITO-Porter在线粒体中的积累。

然后将rTPA-MITO-Porter加入到SAS细胞中，在光照后用WST-1测定法计算细胞活力，以验证癌症治疗的效果。 在光照组，发现细胞活力以rTPA的剂量依赖方式下降。 在没有光照射的情况下，没有观察到细胞毒性。

此外，在小鼠癌模型中评估了皮下移植SAS细胞后MITO-Porter(rTPA)的抗肿瘤效果。 结果显示，MITO-Porter(rTPA)显著抑制了rTPA处理的小鼠的癌细胞生长。 这些结果证明了癌症光疗在针对癌症线粒体方面的作用。

与现有药物的抗癌作用机制不同，它可以用于治疗抗药性癌症。

与现有药物的抗癌作用机制不同，针对线粒体的癌症治疗策略有望在治疗抗药性癌症方面发挥作用。 这种纳米胶囊能准确无误地将癌症药物输送到癌细胞，预计对正常细胞的侵入性也较小，这可能有助于解决尽管药物有效但病人因副作用而放弃治疗的问题。

此外，该研究小组说，这种纳米胶囊还可以作为医学纳米胶囊技术的基础，用于开发针对线粒体的药物，线粒体具有多种功能。