10月10日，我校細(xì)胞生理學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室曹濟(jì)民教授團(tuán)隊(duì)和新加坡國(guó)立大學(xué)陳小元教授團(tuán)隊(duì)在新近創(chuàng)刊的高水平國(guó)際期刊《Exploration》（探索）（DOI: 10.1002/EXP.20230019）發(fā)表了綜述文章：Manipulating calcium homeostasis with nanoplatforms for enhanced cancer therapy。馮艷林教授和碩士生王建霖為本文的共同第一作者，曹濟(jì)民教授、曹芳芳博士后和陳小元教授為共同通訊作者。據(jù)預(yù)測(cè)，該期刊的首個(gè)影響因子可能在15-20之間。在這篇文章中，作者系統(tǒng)地介紹了納米平臺(tái)作為鈣穩(wěn)態(tài)干擾劑用于癌癥治療的原理和方法。該文首先概述了調(diào)節(jié)鈣穩(wěn)態(tài)在癌癥治療中的不同策略和材料；隨后深入解析了這些材料在腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞中的效應(yīng)，即主要通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞鈣離子平衡，達(dá)到治療癌癥的效果。此外還討論了未來(lái)基于鈣離子的納米療法的挑戰(zhàn)和潛在的研究路徑。文章旨在推進(jìn)新型納米平臺(tái)的發(fā)展及其在腫瘤治療中的應(yīng)用。
鈣離子作為人體內(nèi)含量最豐富的第二信使，在基因表達(dá)、細(xì)胞周期調(diào)控、細(xì)胞增殖、自噬和細(xì)胞凋亡等多種生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮重要的作用。鈣離子的動(dòng)態(tài)平衡是通過(guò)鈣通道、鈣泵、轉(zhuǎn)運(yùn)體和交換體等的互相調(diào)節(jié)來(lái)維持的。鈣離子水平異常與多種疾病密切相關(guān)，包括腫瘤、心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病、高血壓和糖尿病等。值得注意的是，在癌癥發(fā)生和進(jìn)展過(guò)程中，腫瘤細(xì)胞對(duì)鈣離子的調(diào)節(jié)比正常細(xì)胞表現(xiàn)出更高的敏感性。鈣離子動(dòng)態(tài)平衡的破壞可導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的細(xì)胞損傷，甚至細(xì)胞死亡。因此，通過(guò)調(diào)節(jié)鈣穩(wěn)態(tài)而治療腫瘤成為了近年來(lái)腫瘤治療的熱點(diǎn)話題和潛在的新方向，具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）鈣離子是人體內(nèi)含量最豐富的金屬離子，在調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化、代謝和細(xì)胞死亡等過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，便于成為治療靶點(diǎn)；（2）鈣基納米材料的制備方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、生物安全；（3）通過(guò)調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的鈣離子活動(dòng)可選擇性地觸發(fā)腫瘤細(xì)胞死亡，而不依賴于外源性細(xì)胞毒藥物；（4）基于鈣離子穩(wěn)態(tài)的腫瘤療法不需要外源性物理刺激，如用于光熱療法(PTT)、光動(dòng)力療法(PDT)和聲動(dòng)力療法(SDT)等的光、聲刺激，有利于簡(jiǎn)化治療程序和實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化。因此，在多種腫瘤治療方法中，鈣穩(wěn)態(tài)調(diào)控療法有一定的獨(dú)特性和優(yōu)勢(shì)。
納米科學(xué)和納米技術(shù)的迅速發(fā)展，使鈣基納米材料在疾病治療方面顯示出了巨大的潛力。這些材料由于能夠直接將鈣離子釋放到細(xì)胞內(nèi)并調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鈣離子的水平而引起了人們的極大關(guān)注。這些納米粒子中的大部分鈣離子以生物礦物質(zhì)的形式存在，并能可控釋放；它們表現(xiàn)出了優(yōu)異的生物相容性、生物活性和生物降解性，使鈣基納米材料成為調(diào)節(jié)鈣離子動(dòng)態(tài)平衡及治療腫瘤的有前途的材料和平臺(tái)。
基于鈣離子的納米材料可被用作干擾劑而破壞細(xì)胞的鈣離子穩(wěn)態(tài)，通過(guò)誘導(dǎo)鈣超載來(lái)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞死亡，或通過(guò)降低胞內(nèi)鈣離子水平而逆轉(zhuǎn)腫瘤的耐藥性。鈣超載可導(dǎo)致線粒體功能障礙、ROS水平升高、細(xì)胞膜和細(xì)胞器膜損傷和細(xì)胞骨架破壞，從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡。然而，腫瘤細(xì)胞中的高水平的鈣離子可導(dǎo)致耐藥性。因此，使用鈣離子拮抗劑和小干擾核糖核酸以可控方式降低胞內(nèi)鈣離子水平則可逆轉(zhuǎn)這種耐藥性。降低胞內(nèi)鈣離子水平可以降低線粒體膜電位，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤轉(zhuǎn)移，并使耐藥腫瘤對(duì)化療藥物敏感。此外，鈣基納米材料還可以用于干預(yù)免疫細(xì)胞的鈣離子穩(wěn)態(tài)，增強(qiáng)免疫力，促進(jìn)癌癥免疫治療。
該文共有19幅精美圖片，在綜述類文章中屬于圖片最多的，方便讀者深入理解腫瘤的鈣調(diào)控療法的原理和技術(shù)。
作者在文中討論了一系列干擾鈣穩(wěn)態(tài)的納米材料和平臺(tái)在癌癥治療方面的應(yīng)用。這些納米平臺(tái)可以分為兩類：鈣超載治療和鈣抑制治療。鈣穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)以癌細(xì)胞和免疫細(xì)胞為靶點(diǎn)，啟動(dòng)或增強(qiáng)治療結(jié)果。鈣超載療法已與其他療法聯(lián)合使用；鈣抑制療法在治療耐藥腫瘤方面取得了顯著效果。此外，鑒于鈣離子在免疫調(diào)節(jié)中起著關(guān)鍵作用，目前的研究正在探索鈣離子誘導(dǎo)劑作為一種新的免疫療法的可能性，以及未來(lái)可能出現(xiàn)的新的鈣基腫瘤治療方法和策略。作者也探討了鈣基納米材料用于疾病治療所面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，并展望了未來(lái)發(fā)展的前景。
（圖文/封啟龍）
