放射治疗期间如何将硼保留在细胞内：治疗癌症的新方法

PVA-BPA复合物可以通过LAT-1介导的内吞作用被内化到靶癌细胞中，从而增强细胞摄取并减缓不良外排。图片来源：东京科技

关于癌症生物学的日益增长的知识促进了涉及选择性靶向和杀死癌细胞的许多治疗策略的发展。一种这样的治疗选择是硼中子俘获治疗（BNCT），这是一种放射治疗过程，涉及将硼转移到癌细胞中并将其暴露于中子颗粒中，导致其发生核裂变，从而杀死癌细胞。如果临床医生可以确保硼仅存在于癌细胞中，那么他们可以特异性地仅破坏癌细胞而不损害人体的正常细胞。

东京理工大学，京都大学和纳米医学创新中心（iCONM）的科学家通过将BPA与聚乙烯醇结合生产PVA-BPA复合物，从而改善了目前的BNCT，该复合物具有更长的细胞保留时间，增强了其的杀癌潜力。 BNCT。

科学家首先发现了使用对-硼烷苯丙氨酸（BPA）诱导这种选择性摄取的方法。BPA是具有苯丙氨酸结构的含硼化合物。区别癌细胞与正常细胞的因素之一是称为LAT1 氨基酸转运蛋白的特殊结构的过多，该结构识别并允许将苯丙氨酸转运到细胞中。因此，当BPA存在于癌细胞外部时，细胞表面的这些转运蛋白使其进入癌细胞，从而成功实现BNCT。BPA一直被认为是BNCT最好的药物。

但是，BPA有一个缺点：一旦癌细胞中的BPA水平升高，就会通过“反转运”机制将其排出，这使BNCT在某些情况下有效具有挑战性。因此，需要患者连续输注BPA 30至60分钟，以维持细胞内所需的量以使反应成功。这也使门为人为错误打开，例如在处理过程中可能使针头脱落。

为了克服这些缺点，东京工业大学，京都大学和西山信弘教授领导的iCONM的科学家决定探索将硼保留在癌细胞中更长时间的其他方法。Nishiyama教授说：“我们假设，调节细胞内BPA的存在将确保它们不会通过反端口机制被送回。”

为了对此进行检查，他们将称为聚乙烯醇（PVA）和BPA的化合物混合在一起以形成PVA-BPA复合物，并观察了该化合物在癌细胞中的内在化。他们发现添加PVA不会影响BPA的苯丙氨酸结构，从而使LAT1转运蛋白能够识别PVA-BPA复合物。但是，由于这种复合物太大而无法通过转运蛋白，因此LAT1转运蛋白将复合物吞入称为内体的细胞器中，然后将其转运到细胞中。由于BPA现在安全地位于内体中，因此癌细胞无法通过反转运机制将其立即推出。这确保了硼遗体在细胞足够长的时间癌细胞被有效杀死。还在动物模型中测试了该方法，发现增强了BNCT的抗癌活性。

因此，添加PVA提供了一种极其简单的解决方案，可增强BPA的治疗潜力。Nishiyama教授指出：“这项技术不费吹灰之力，并提供了一种新的给药方式，着重于药物的代谢消除过程。我们将与STELLA PHARMA CORPORATION合作推进PVA-BPA复合物的研究，以进行临床试验。谁进行了BPA临床试验。”

这项研究报告在《科学进展》上。