子科生物報(bào)道：德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的研究人員在最新研究中發(fā)現(xiàn)，癌細(xì)胞釋放的酸性物質(zhì)濃度遠(yuǎn)高于此前的認(rèn)知，形成了一種“酸壁”，這可能阻礙免疫細(xì)胞對(duì)腫瘤的攻擊。這項(xiàng)發(fā)表在《Nature Biomedical Engineering》雜志上的研究，為開(kāi)發(fā)改變腫瘤周?chē)嵝原h(huán)境的新型癌癥治療方法提供了可能。

研究負(fù)責(zé)人、德克薩斯大學(xué)西南分校Harold C. Simmons綜合癌癥中心的教授Jinming Gao博士指出：“我們的研究揭示了癌細(xì)胞周?chē)嬖谝环N以前未被認(rèn)識(shí)到的極化細(xì)胞外酸度?！?/p>

科學(xué)家們?cè)缫阎獣阅[瘤組織呈酸性，但傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為其酸度較人體內(nèi)大多數(shù)健康組織只是略高。例如，人體肌肉的靜息pH值大約為7.4，而惡性腫瘤的平均pH值約為6.8。

Gao博士及其團(tuán)隊(duì)此前設(shè)計(jì)了一種納米粒子，能夠在特定酸度水平下發(fā)熒光。他們發(fā)現(xiàn)一種名為聚乙二醇酸的物質(zhì)在pH值為5.3時(shí)發(fā)光，在腫瘤中產(chǎn)生明亮的熒光。這種納米顆粒已經(jīng)進(jìn)入第二階段的臨床試驗(yàn)，作為圖像引導(dǎo)癌癥手術(shù)的工具。2023年，pegsitacianine獲得了美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）的突破性療法認(rèn)定，加速了這一有前景藥物的開(kāi)發(fā)和審查過(guò)程。然而，由于腫瘤的酸度被認(rèn)為不足以激活pegsitacianine，其發(fā)熒光的具體原因一直不明確。

為了解決這一謎題，研究團(tuán)隊(duì)使用pegsitacianine探針對(duì)來(lái)自多種人類(lèi)和小鼠癌癥類(lèi)型的單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行了成像。他們觀察到探針在癌細(xì)胞的一側(cè)發(fā)光，而在另一側(cè)則不發(fā)光，揭示了酸度的極化現(xiàn)象。這種酸度是由乳酸分泌引起的，乳酸是腫瘤細(xì)胞代謝葡萄糖后產(chǎn)生的廢物。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)顯示，癌細(xì)胞傾向于將酸從鄰近的癌細(xì)胞中排出，進(jìn)入細(xì)胞外環(huán)境，在腫瘤邊緣形成一個(gè)高酸度區(qū)域。

研究還發(fā)現(xiàn)，這種酸壁中幾乎沒(méi)有CD8+ T細(xì)胞，這是一種已知的抗癌免疫細(xì)胞。當(dāng)研究人員在pH值5.3的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)癌細(xì)胞和CD8+ T細(xì)胞時(shí)，發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞能夠存活，而CD8+ T細(xì)胞在三小時(shí)內(nèi)死亡，這表明高酸度可能阻止免疫細(xì)胞的攻擊，而不影響癌細(xì)胞的生存Gao博士的實(shí)驗(yàn)室之前的研究表明，乳酸的對(duì)應(yīng)物——乳酸鹽，可以增強(qiáng)免疫細(xì)胞的抗癌活性。因此，未來(lái)的治療策略可能會(huì)側(cè)重于將乳酸轉(zhuǎn)化為乳酸鹽，以促進(jìn)免疫攻擊。此外，目前研究中利用腫瘤相對(duì)酸度的治療方法，如在腫瘤內(nèi)釋放化療藥物的pH敏感藥物載體，可能需要根據(jù)本研究揭示的更高酸度進(jìn)行調(diào)整。

Gao博士強(qiáng)調(diào)，這一發(fā)現(xiàn)將引導(dǎo)新的研究方向，包括深入了解癌細(xì)胞如何極化其酸排泄、這些細(xì)胞如何承受殺死CD8+ T細(xì)胞的酸度水平，以及如何抑制酸排泄以使T細(xì)胞更有效地殺死癌細(xì)胞。

本研究得到了美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院、德克薩斯州癌癥預(yù)防與研究所、Mendelson-Young癌癥治療基金會(huì)以及美國(guó)國(guó)家癌癥研究所癌癥中心支持基金的資助。Gao博士和Sumer博士是OncoNano Medicine Inc.的科學(xué)聯(lián)合創(chuàng)始人和顧問(wèn)，該公司正在將這項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化。Huang博士是OncoNano Medicine的科學(xué)顧問(wèn)和版稅獲得者。UT Southwestern也從OncoNano獲得許可收入。