川大华西苟马玲团队揭示新型抗肿瘤药物

3月6日，四川大学华西医院苟马玲研究团队在期刊《Advanced Science》上发表了题为“Non-viral Gene Therapy for Melanoma Using Lysenin from Eisenia Foetida”的研究论文，本文介绍了一种基于胞溶素的肿瘤基因治疗策略。所述调配物由聚合物纳米粒子组成。体外转染后，黑色素瘤细胞可表达胞溶素，导致坏死、自噬和免疫原性细胞死亡。分泌信号肽改变了胞溶素表达产物的细胞内分布，从而增强其抗癌功效。瘤内注射胞溶素基因制剂能有效杀伤转染的黑素瘤细胞，激活抗肿瘤免疫反应。基于赤子爱胜蚓来源胞溶素的非病毒基因治疗在肿瘤治疗中显示出潜力，为未来的肿瘤治疗提供了新的思路。

研究背景

蚯蚓属于环节动物门寡毛纲，含有多种生物活性物质。它们长期以来被用作各种疾病的治疗制剂。蚓激酶(Lumbrokinase, LK)是一种从蚯蚓中提取的抗血栓药，在我国已广泛应用于临床。在许多国家，LK胶囊还被用作保健补充剂，以支持循环健康。此外，蚯蚓的抗肿瘤活性近期受到关注，激发了一些新的癌症治疗策略。研究表明，蚯蚓提取物(EE)和体腔液(CF)均具有抗肿瘤作用。例如，EE在体内表现出显著的促进肿瘤凋亡和缩小肿瘤大小的能力。CF可抑制鳞状细胞癌-9细胞的增殖，促进人肺癌A549细胞的凋亡。确定特异性的活性抗肿瘤因子有利于开发潜在的抗肿瘤药物。

胞溶素是一种β-孔形成毒素(β-PFT)，由蚯蚓赤子爱胜蚓 CF中的同胞细胞产生。与大多数PFT一样，胞溶素以一种无活性的可溶性单体形式分泌。这些单体与真核细胞质膜中的鞘磷脂(SM)结合得很强。它们可以在目标膜上形成一个直径为3 nm的非聚合物跨膜孔，导致随后的细胞裂解，这促使研究人员探索胞溶素在癌症治疗中的潜在应用。然而，胞溶素的严重溶血作用及其对正常细胞的潜在毒性在很大程度上排除了其治疗应用。因此，研究人员设计了一种基于胞溶素的基因配方，以开发其抗肿瘤潜力。

研究进展

研究人员测试了胞溶素基因制剂对B16-F10小鼠黑色素瘤细胞的杀伤作用。研究人员观察到，胞溶素组的许多细胞在药物处理24小时后变得圆形并漂浮在培养基中，有些细胞呈气球状。细胞内酯酶活性通常被用来评估细胞活力，Calcein AM染色可以指示细胞活力。实验结果表明，胞溶素组的细胞活力与NS组、pVAX1组和DTIC组相比显著下降。LDH释放是评估细胞毒性和细胞膜完整性的重要指标。研究结果表明，胞溶素可以强烈诱导B16-F10小鼠黑色素瘤细胞的LDH释放，达到93.2%。这表明胞溶素基因制剂对B16-F10小鼠黑色素瘤细胞的质膜有强烈的破坏作用，并对B16-F10小鼠黑色素瘤细胞有良好的杀伤作用。在A375人黑色素瘤细胞上观察到同样的现象。综上所述，这些结果证明了该基因制剂的抗癌活性。

体外实验表明胞溶素基因制剂对黑色素瘤细胞的生长有抑制作用

研究结论

本研究设计了一种基于蚯蚓胞溶素的非病毒基因制剂用于癌症治疗。该基因制剂可以通过直接杀死癌细胞和激活抗肿瘤免疫来有效地摧毁肿瘤，且没有明显的不良反应。本研究展示了一种纳米颗粒介导的纳米药物设计策略，具有在癌症治疗中的潜在临床应用价值，这将引领基于PFPs的治疗方法的未来发展。