中药衍生物将通过抑制IDO1的表达来治疗GBM
文/ 陈根
三年的抗疫期,让中药成为真正的流行。其实,中药的效用远不止疫情中所表现出来的能量,早在20世纪六十年代中期,中国医学科学院血液学研究所就已经发现:成药当归芦荟丸对慢性粒细胞白血病(CML)有一定的治疗效果,归因于其中的主要药味青黛中所含的靛玉红是治疗CML的有效成分;靛玉红及衍生物对乳腺癌、肺癌、神经母细胞瘤等多种肿瘤都有抑制作用。
到了21世纪初期,哈佛大学医学院的Sean E. Lawler团队在《癌症研究》杂志上发表的一项研究发现,靛玉红及其衍生物6'-溴靛玉红-3'-丙酮肟(BiA)对小鼠胶质母细胞瘤(GBM)有一定抑制作用。但是,BiA在临床开发上一直受限,其原因一方面是因为BiA本身的溶解性差;另一方面则是科研团队一直没有找到BiA对GBM起到抑制作用的背后原因所在。
为了解决BiA在临床受限的困境,Sean E. Lawler团队进行了长期的研究攻关。
BiA对GBM细胞的抑制作用
为了探究BiA对GBM影响的根源,研究团队观察了BiO(另一个靛玉红衍生物,与BiA结构相似)对GBM细胞的基因表达产生的影响,共有1625个基因表达发生了显著改变,28个与免疫调节功能有关的基因表达下调,这其中也包括GBM肿瘤微环境中与免疫逃逸密切相关的关键酶IDO1。
同时,研究团队还在体外用IFNγ诱导GBM细胞系高表达IDO1,再加入BiA处理。结果发现,IDO1受抑制的程度会随着BiA浓度的增加而增加,当加入1μM BiA时,IDO1被完全抑制。鉴于IDO1会抑制T细胞的免疫应答,所以研究团队认为,BiA可能通过下调包括IDO1在内的免疫抑制基因,提高了T细胞对GBM的杀伤力。
如何解决BiA的溶解性差?
为了攻克BiA的溶解性差问题,Sean E. Lawler研究团队开发出了BiA纳米颗粒配方—PPRX-1701。该配方由BiA亚微米颗粒组成,外部搭载生物可降解的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA),可实现静脉注射给药。相对BiA来说,PPRX-1701的表面积更大,溶解性也得到了大幅度的改善,从而提高了BiA的利用率。
同时,为了测试PPRX-1701在体内所能发挥的效用,研究团队向GBM小鼠尾部静脉注射了10 mg/kg PPRX-1701(高剂量BiA),利用topflash荧光素酶报告检测PPRX-1701的疗效。通过观察生物发光信号,研究团队发现,在注射1小时后,PPRX-1701中的BiA被成功地递送到了颅内肿瘤区域;在注射后的5个小时内,仍可在肿瘤组织中检测到PPRX-1701。这说明,静脉注射PPRX-1701可将有效浓度的BiA精准递送到GBM细胞周围。
PPRX-1701是否也能减缓肿瘤进展?
PPRX-1701能提高BiA的溶解性和利用率,那么,PPRX-1701对肿瘤是否有直接的减缓作用呢?就此,研究团队观察了PPRX-1701给药对免疫敏感GL261和免疫耐药CT-2A小鼠GBM模型生存期的影响。
结果显示,在GL261小鼠模型中,与对照组(注射空白纳米颗粒)相比,接受PPRX-1701治疗(每周3次,共6剂,每剂20 mg/kg)的小鼠中位生存期更长(30天 vs. 42天),肿瘤体积更小(100 mm3 vs. 50 mm3)。在CT-2A小鼠模型中,PPRX-1701治疗也明显延长了小鼠的生存期。由此说明,PPRX-1701可阻断小鼠GBM模型肿瘤生长,提高小鼠的存活率。而且,PPRX-1701不仅适用于年轻小鼠,在老年小鼠中也同样有效。
另外,通过组织病理学免疫荧光和qRT-PCR分析显示,GL261小鼠模型在接受PPRX-1701治疗后,肿瘤组织中IDO1阳性细胞数量明显减少,IDO1转录水平也低了13倍。由此说明,PPRX-1701可能通过抑制IDO1来减缓小鼠GBM细胞的生长;经过PPRX-1701处理后,GL261细胞肿瘤微环境发生了明显的改变,如出现CD8+T细胞和CD103+树突状细胞数量增加,M2巨噬细胞数量减少的现象。这说明,PPRX-1701可以通过影响肿瘤免疫环境中的免疫细胞类型和数量,发挥抗肿瘤的作用。
Sean E. Lawler团队的研究发现靛玉红衍生物BiA能通过抑制IDO1的表达来治疗GBM,静脉注射PPRX-1701,可延长GBM小鼠生存期;未来PPRX-1701若能走向临床,或许有望解决GBM生存率低这一难题。
原文标题 : 陈根:中药衍生物将通过抑制IDO1的表达来治疗GBM
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