三阴性乳腺癌 ( Triple-Negative Breast Cancer , TNBC) 是一种高度侵袭性乳腺癌，其约占所有乳腺癌病例的 15%-20%，由于其独特的生物学行为和对化疗的不均一响应，患者的预后显著差于其他类型乳腺癌。 化疗是 TNBC 的主要治疗手段，其中多西他赛 ( Docetaxel , DTX) 是 TNBC 病人无论术前还是术后辅助治疗中都被广泛应用的 I 级推荐药物。 多西他赛通过抑制微管动态不稳定性导致微管聚合，肿瘤细胞周期阻滞，诱导内质网应激 (ER Stress)，进一步导致细胞凋亡。然而，DTX 治疗过程中的详细分子机制仍然较模糊，例如微管稳态和内质网应激之间的关系如何？此外，多西他赛在临床使用中常导致严重副作用及耐药性问题，显著限制了其疗效。 近日，北京工业大学 曹楷副研究员 等人发现在 DTX 对 TNBC 的治疗过程中， 内质网应激能够反向进一步调节微管的聚合状态，形成正反馈通路。并基于此研发了一种能够调节内质网应激的金纳米团簇，显著提高了化疗药物多西他赛 (DTX) 对三阴性乳腺癌 (TNBC) 的治疗效果，增强肿瘤细胞凋亡和抗肿瘤免疫反应。
图 1. 金纳米团簇通过影响微管-内质网动态关系促进多西他赛对三阴性乳腺癌的治疗作用 作者选用 4T1 乳腺癌细胞系与 MDA-MB-231 作为实验对象，发现该团簇对细胞无明显毒副作用。将团簇与 DTX 联合使用可以对两种细胞造成更有效的杀伤，并且杀伤方式主要是通过凋亡而不是其他死亡形式。作者进一步探究了金纳米团簇增强 DTX 功能的分子机制，即能否促进 DTX 对微管聚合、细胞周期停滞和内质网应激的影响，结果表明，团簇可以有效增加 DTX 诱导的微管聚合，并且加剧了细胞周期的停滞，同时团簇与 DTX 联用后显著增强了内质网应激。重要的是，以上团簇的作用依赖于 PERK 相关内质网应激通路的激活，使用 PERK 通路抑制剂后，微管聚合，内质网应激和细胞凋亡均被显著抑制。这说明内质网应激也能够反向（retrograde）调控微管状态。以上的结论均是在 2D 层面得到的，肿瘤是三维结构，因此作者继续构建了 3D 肿瘤球模型，进一步验证了团簇对于 DTX 诱导的细胞凋亡是有显著促进作用的，并且加入 PERK 抑制剂后这一作用被抑制。在得到上述结论后进行了动物实验，采用原位注射进行造模，经过一段时间的治疗后，DTX 与团簇联合使用组发挥了最明显的肿瘤治疗效果，并且在肿瘤内也诱导了更显著的免疫反应。 该研究发现了肿瘤细胞中内质网对微管稳态的调控作用，并首次提出利用金纳米团簇通过影响微管-内质网动态交互作用提高化疗敏感性的策略，为克服 TNBC 的化疗耐药性提供了新的思路。尤其在小鼠模型中，团簇与多西他赛的联合治疗不仅增强了肿瘤细胞的凋亡，还显著激活了肿瘤免疫微环境，显示了其在肿瘤综合治疗中的潜力。 该成果以 “ Disturbing microtubule-endoplasmic reticulum dynamics by gold nanoclusters for improved triple-negative breast cancer treatment ”( 《金纳米团簇影响微管-内质网动态平衡以改善三阴性乳腺癌治疗效果》 ) 为题，发表在英国皇家化学会期刊 Journal of Materials Chemistry B 上，并入选为 hot article 。
Disturbing microtubule-endoplasmic reticulum dynamics by gold nanoclusters for improved triple-negative breast cancer treatment Kai Cao‡*, Kaidi Luo‡, Yichen Zheng, Liyuan Xue, Wendi Huo, Panpan Ruan, Yuchen Wang, Yilin Xue, Xiuxiu Yao, Dongfang Xia and Xueyun Gao J. Mater. Chem. B 12 , 11648-1165810.1039/D4TB01492H 本文第一作者，北京工业大学化学专业 2022 级硕士研究生，从事超小尺寸纳米团簇的肿瘤治疗方向的研究，迄今已在 ACS Nano、ACS Appl. Mater. Interfaces 等杂志发表 4 篇研究论文。 本文第一作者和通讯作者，博士，北京工业大学副研究员，硕导，北京市自主认定青年人才。2015 年于中国科学院上海生命科学研究院获得博士学位，2021 年加入北京工业大学。迄今以第一/通讯作者已在包括 Nature Cell Biology、Developmental Cell 和 ACS Nano 等国际知名专业期刊上发表论文，主持国家自然科学基金面上项目和北京市自然科学基金面上项目，以及国家重点研发计划的骨干成员。主要研究领域兴趣是超小尺寸纳米团簇的免疫互作机制和疾病治疗应用（自身免疫病、肿瘤等）。 Materials with applications in biology & medicine 2-年影响因子* 6.1 分 5-年影响因子* 6.1 分 JCR 分区* Q1 材料-生物材料 CiteScore 分† 12.0 分 中位一审周期‡ 37 天
Journal of Materials Chemistry A 、B 和 C 报道材料化学各领域的高质量理论或实验研究工作。这三本期刊发表的论文侧重于报道对材料及其性质的新理解、材料的新应用以及材料合成的新方法。Journal of Materials Chemistry A 、B 和 C 的区别在于所报道材料的不同预期用途。粗略的划分是，Journal of Materials Chemistry A 报道材料在能源和可持续性方面的应用，Journal of Materials Chemistry B 报道材料在生物学和医学方面的应用，Journal of Materials Chemistry C 报道材料在光学、磁学和电子设备方面的应用。
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