癌症的病因及其治疗的研究一直人们研究的一个重点方向，特别是过去的几十年中基于基因干扰的癌症治疗手段展现出巨大的潜力，成为研究的热点，其中microRNA用于调控表达异常的基因。然而，依靠单一RNA干扰策略仍然是次优的，这受到不希望的严重副作用的限制。秦燕课题组与温永强教授团队通过密切合作，将microRNA与纳米颗粒有机结合起来，实现肿瘤的靶向治疗。microRNA-31与线粒体翻译延长因子4（mtEF4）的3’非翻译区（3’UTR）结合，导致其信使RNA和蛋白质水平下调，进而通过线粒体相关途径引发癌细胞凋亡。为了达到更好的治疗效果，合作团队通过层层组装的方法合成了一种基于介孔二氧化硅的纳米载药体系。通过表面功能化和肿瘤表达物的特异性修饰，制备的药物递送系统可以主动靶向到肿瘤，在其微酸性环境的刺激下释放抗癌药物。最后，活体实验表明该体系可以有效抑制小鼠肿瘤细胞增殖并促进肿瘤细胞凋亡。
合作团队还开发了同时包被microRNA与化疗药物的纳米颗粒，将miR31与ODX引入到高MTEF4癌细胞中，实现了基因调控与化疗的协同效应。结果表明基因干扰与化疗的联合作用，强调了miR-31不仅直接靶向mtEF4以通过线粒体相关途径促进细胞死亡，而且在与阿霉素联合使用时得到了优异的“超加和效应”。
中国科学院生物物理研究所秦燕研究员和北京科技大学温永强教授为论文的共同通讯作者，北京科技大学博士生王芳与生物物理所张凌云为该项工作的共同第一作者。这也是秦燕课题组在继线粒体翻译因子调控肿瘤细胞能量代谢的新机制的研究之后（Cancer Research，2018），对线粒体翻译延伸因子4（mtEF4）研究在肿瘤治疗领域又一重要突破。该研究得到了中国科技部、国家自然科学基金以及中国科学院重点部署项目的资助。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/pdfplus/10.1021/acsami.8b07698
图示：MSN/DOX/miR-13纳米颗粒肿瘤靶向治疗机制
（供稿：秦燕课题组）
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