前沿合作丨lcmsms助力光动力疗法新进展，让癌细胞“见光死” : shimadzu ssl-凯发k8国际首页登录
导 读
近年来，不论国内外，恶性肿瘤的发病率都在明显上升，已成为严重威胁人类生命安全和社会发展的重大公共卫生问题，寻找一种有效的治疗方法至关重要。目前，恶性肿瘤的治疗方法多种多样，但每一种疗法都有其适应症和不良反应，对部分患者有效，但仍有许多患者出现不良结局，因此，肿瘤的新型治疗方法始终是学者们研究的重点。光动力疗法（pdt）是肿瘤治疗研究的热门疗法，与传统治疗方法相比，它是一种非侵入性治疗，不良反应轻，可多次重复，对肿瘤细胞选择性高的治疗方法。
我们与北京理工大学谢海燕团队左立萍博士针对此方法，从光和氧这两个因素进一步探索完善，从而增强了pdt效果，使pdt在临床上发挥更明显的作用，研究成果发表在《angewandte chemie》上。
光动力疗法简介
光动力疗法（pdt）是一种新的肿瘤治疗方法。其利用肿瘤细胞代谢活跃的特点，在注射药物(光敏剂)后，肿瘤组织内浓度明显高于周围正常组织。在适当时间用特定波长的激光照射肿瘤组织，激活光敏剂，产生活性氧，特异性破坏肿瘤细胞及肿瘤新生血管。此疗法具有高选择性，微创性，疗效确切，毒性低微，可消灭隐性癌症病灶的特点。
研究成果快览
pdt在治疗过程中很少有光敏剂（ps）本身能够特异性地靶向肿瘤，并且其过程需要消耗氧杀灭癌细胞，而人体内的实体肿瘤生存的环境很多都是厌氧环境，会对这种疗法的“威力”产生不小的影响。北京理工大学谢海燕教授团队针对以上问题，进行了前沿性探索，研究人员将5-氨基乙酰丙酸己酯盐酸盐（hal）和3-溴丙酮酸（3bp）同时封装到从x-射线照射的肿瘤细胞（x-mp）收集的微粒中。系统给药后，x-mp收集微粒的载药体（hal/3bp@x-mp）可以特异性地靶向肿瘤组织并被肿瘤细胞摄取，其中hal通过固有的血红素生物合成途径诱导光敏剂（ppix）在线粒体中的合成；同时，3bp通过抑制线粒体呼吸显著增加线粒体内氧气浓度。ppix和氧气的准确共定位和快速接触产生足够的活性氧（ros）直接破坏线粒体，一次给药即可消除肿瘤生长并抑制肿瘤转移，从而显著改善pdt结果。
图1. hal/3bp@x-mp的体外细胞毒性：不同药物处理3天后多细胞肿瘤的球体3d图片
经hal/3bp@x-mp光动力疗法治疗后，与其他组别相比多细胞肿瘤的球体明显减小，表明 hal/3bp@x-mp的pdt治疗效果最佳。
图2. hal/3bp@x-mp抗肿瘤疗效的体内评价：
f）肿瘤组织的ki67染色，标尺=100 mm；
g) 不同组肺切片苏木精-伊红染色，标尺=100mm。
图2 f）中表示不同的pdt对肿瘤细胞增殖的抑制效果（通过ki67染色表达），结果表明hal/3bp@x-mp组的pdt对肿瘤细胞增殖的抑制效果最明显；g) 中表示不同的pdt对肿瘤细胞的抗转移作用，结果表明hal/3bp@x-mp组的抗转移效果最明显。
lcms-8045，科研好助手
在此研究过程中，需要测定x射线照射的x-mp中的hal和3bp的封装率，但由于分光光度法及液相色谱法的灵敏度无法满足检测需求，且有基质干扰，因此选用岛津lcms-8045完成了封装率的测定——岛津lcms-8045拥有最快30000u/s的扫描速度和5 msec超快速的正负极性切换功能，具有远高于紫外检测器的灵敏度，可实现对痕量hal和3bp的定性、定量、正负离子同时检测。
图3. 利用lcms-8045测定x-mp中的hal 216.15>114.1 （正离子）与3bp 64.85 >78.9（负离子）
本研究构建的智能肿瘤细胞衍生微粒为pdt提供按需合成光敏剂并能显著增加线粒体内氧气浓度，为开发安全高效的pdt治疗方式以对抗癌症提供了一种新思路。此外，使用岛津超高效液相-三重四极杆质谱联用仪lcms-8045测定了封装进入x-mp微粒中的hal和3bp的含量（见图3），为智能肿瘤细胞衍生微粒对药物封装率的测定提供了新的方法。
专家声音
文章第一作者左立萍博士表示：近年来，智能肿瘤细胞衍生微粒作为一种理想的药物载体正在兴起，因为可以逃避非特异性结合和免疫清除。但对其载药量的研究目前主要是采用分光光度法与液相色谱法，但以上两种方法灵敏度差且容易受到基质干扰，岛津三重四极杆质谱联用仪lcms-8045具有灵敏度高，特异性强的优点，是测定智能肿瘤细胞衍生微粒对药物封装率的有效工具，为我们课题研究提供了技术支撑。