药学学报

基于线粒体靶向机制的抗肿瘤制剂的研究进展

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刘爱赟 , 侯晓双 , 丁娅 ^*

药学学报 | 综述 2017,52(6): 879-887

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药学学报 | 综述 2017, 52(6): 879-887

基于线粒体靶向机制的抗肿瘤制剂的研究进展

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刘爱赟, 侯晓双, 丁娅^*

作者信息

中国药科大学, 药物质量与安全预警教育部重点实验室, 江苏南京 210009

通讯作者:

* 丁娅, Tel:86-25-82171326, Fax:86-25-82171326, E-mail:ayanju@163.com

Advances of antineoplastic agents based on mitochondrial targeting mechanism

Ai-yun LIU, Xiao-shuang HOU, Ya DING^*

Affiliations

Key Laboratory of Drug Quality Control and Pharmacovigilance, Ministry of Education, China Pharmaceutical University, Nanjing 210009, China

出版时间: 2017-06-12 doi: 10.16438/j.0513-4870.2017-0177

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摘要

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线粒体是细胞内重要的细胞器，在肿瘤的发生、发展中起着重要的作用。将抗癌药物靶向线粒体可以有效提高药物治疗效果，降低对正常组织的毒副作用。本文从线粒体膜电位、线粒体外膜通透性和线粒体膜转位酶3个方面，综述线粒体靶向制剂在肿瘤治疗中的研究进展，为线粒体靶向治疗系统的构建提供参考。

关键词

肿瘤 / 线粒体 / 靶向 / 线粒体膜电位 / 正电性制剂 / 线粒体外膜通透性 / Bcl-2蛋白

Abstract

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Mitochondrion is an important organelle in cells and plays a crucial role in tumor development. Therefore, improvement of the targeting ability of anticancer drugs to mitochondria will increase the treatment efficacy for tumor and reduce the side effect on normal tissues. Here, research progresses in mitochondrial targeting have been reviewed in three aspects for tumors treatment: the potential, permeability and translocase of mitochondrial membrane. The review provides a reference for the development of mitochondria targeted therapeutic systems.

Key words

neoplasms / mitochondria / targeting / mitochondrial membrane potential / mitochondrial outer membrane permeabilization / preparation with positive charge / Bcl-2 protein

引用本文

刘爱赟, 侯晓双, 丁娅. 基于线粒体靶向机制的抗肿瘤制剂的研究进展. 药学学报, 2017 , 52 (6) : 879 -887 . DOI: 10.16438/j.0513-4870.2017-0177

Ai-yun LIU, Xiao-shuang HOU, Ya DING. Advances of antineoplastic agents based on mitochondrial targeting mechanism[J]. Acta Pharmaceutica Sinica, 2017 , 52 (6) : 879 -887 . DOI: 10.16438/j.0513-4870.2017-0177

正文

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中国癌症统计数据显示, 2015年我国有429.2万个癌症新发病例, 相当于平均每天会增加12 000例^[1]。预计2030年发病人数将上升至500万^[1], 癌症已经成为威胁人类健康的一大顽疾。目前, 化疗是癌症治疗的主要方式之一, 但这种全身性的治疗手段, 对正常组织具有严重的毒副作用。因此, 人们开始关注组织、细胞乃至细胞器的精确靶向治疗研究, 以提高癌症的治疗效果, 并降低对正常组织的不良反应^{[2, 3]}。

线粒体是真核细胞的一种重要细胞器, 是糖、脂肪和氨基酸等营养物质通过三羧酸循环、电子传递和氧化磷酸化等步骤生成ATP并最终氧化放能的场所, 是细胞生命活动的能量供应工厂^[4]。此外, 大量研究表明, 肿瘤的发生、发展与细胞凋亡有关。在大多数脊椎动物中, 细胞凋亡主要由线粒体来调节^{[5, 6]}。在能量缺乏、氧化应激或其他条件下, 线粒体通过改变自身结构, 如膜电位下降、膜通透性增加等方式将细胞色素C (cytochrome C, Cyt C)从线粒体释放至细胞质, 开启线粒体介导的细胞凋亡模式。Cyt C释放入胞质后, 首先在脱氧腺苷三磷酸存在的情况下, 与凋亡蛋白酶活化因子-1结合, 形成多聚体, 随后与含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(caspase)前体蛋白, 主要是caspase-9前体蛋白结合, 形成凋亡小体, 从而激活caspase-9。被激活的caspase-9随后又激活其他caspase, 如caspase-3, 继而导致细胞凋亡的发生^[7]。由于对细胞产能和凋亡有重要调控作用, 线粒体成为肿瘤治疗的重要靶点, 其靶向制剂成为近年来的研究热点^[3]。本文将着重从线粒体膜电位、线粒体外膜通透性和线粒体膜转位酶3个方面, 对线粒体靶向制剂在肿瘤治疗中的研究进展进行简要综述, 为线粒体靶向制剂在医药领域的应用提供参考。

1 基于线粒体膜电位设计药物治疗系统

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线粒体是双层膜包被的细胞器, 由线粒体外膜(outer mitochondrial membrane, OMM)、线粒体膜间隙(mitochondrial intermembrane space, IMS)、线粒体内膜(inner mitochondrial membrane, IMM)和线粒体基质(mitochondrial matrix, MM) 4部分组成, 见图 1。存在于线粒体内膜的质子泵(proton pump, PP)将线粒体基质内质子泵入线粒体膜间隙, 导致线粒体膜间隙带有大量正电荷, 而线粒体基质带有大量负电荷, 从而形成横跨线粒体内膜的跨膜电位(mitochondrial transmembrane potential, MTP), 简称为线粒体膜电位。MTP内负外正, 在机体正常细胞内膜电位值为130~150 mV^[8], 而在肿瘤细胞中MTP增高^[9]。因此, 正电性制剂进入细胞, 在肿瘤细胞高MTP的驱动下, 靶向至线粒体中。随后, 释放出的生物活性分子在线粒体中积聚, 将表现出线粒体毒性, 诱发肿瘤细胞死亡或凋亡。

1.1 正电性化合物

1.1.1 离域亲脂阳离子

离域亲脂阳离子(delocalized lipophilic cations, DLC)是一类双亲性阳离子化合物, 在结构上有两个特点^[10]: ① 由一个亲水的带电基团与一个疏水基团通过化合键连接而成; ② 其π电子云的密度扩展至3个原子以上, 而不是局限于杂原子和邻近碳原子间的区域, 这种电子离域现象使整个分子带正电荷。DLC中最常见的是三苯基膦(triphenylphosphine, TPP)和地喹氯铵(dequalinium, DQA), 化学结构见图 2。DLC可在线粒体膜电位的驱动下, 选择性靶向至线粒体并杀死癌细胞, 其作为线粒体靶向载体得到了广泛的应用。

TPP是一种可穿越线粒体膜的DLC, 其化学结构中含有3个苯基, 使得整个分子具有很强的脂溶性。同时, TPP磷原子上的正电荷可以离域到3个苯环, 形成离域正电荷, 促使TPP穿越磷脂膜。这两大特征使其成为实现线粒体靶向的基本结构单元。首先, 最简单的方法是将TPP与活性小分子通过共价键直接连接, 如通过酰胺键、醚键和碳磷键将TPP修饰于多柔比星(doxorubicin, DOX)^[11]、姜黄素(curcumin)^[12]和维生素E琥珀酸盐(α-TOS)^[13]结构上, 形成带有TPP靶头的前药分子。结果表明, TPP修饰的DOX、curcumin和α-TOS均可明确靶向到线粒体中, 并且相对于游离的DOX、curcumin和α-TOS, 可导致活性氧自由基(reactive oxygen species, ROS)增多、膜电位降低和细胞毒性的显著增加。其次, 将TPP与蛋白质共价连接, 如将TPP修饰于亲水肽血球凝集素A (HA)结构上, 采用FITC标记后发现, 难以被细胞摄取的HA蓄积在HeLa细胞的线粒体中^[14]。虽然, HA-TPP细胞毒性较低^[14], 但将能诱导线粒体凋亡的肽(TEAM-VP)与TPP连接有望实现抗肿瘤的目的^[15]。此外, 纳米载体(脂质体、树枝状大分子等)与TPP化学键合, 可将包载的药物靶向到线粒体。TPP化学连接的硬脂酰多柔比星脂质体^[16]、聚乙二醇-磷脂酰乙醇胺(TPP-PEG-PE)紫杉醇脂质体^[17]、维生素E琥珀酸酯(TPGS_1000-TPP)紫杉醇脂质体^[18]、树枝状大分子^{[19, 20]}、聚丙交酯纳米粒(PLGA-b-PEG-TPP)^[21]和聚(乙烯亚胺)超支化聚合物(PEI-TPP)^[22]均表现出明确的线粒体靶向功能。这些功能化载体将紫杉醇^{[17, 18]}、DOX^{[16, 22]}、肿瘤抗原产生剂T-ZnPc-NPs^[20]、NO产生剂^[23]和量子点^[24]等化疗药物, 以及免疫药物或荧光探针递送到肿瘤细胞线粒体中, 可实现化疗、免疫治疗、光动力治疗及亚细胞成像等诸多功能。

DQA含双季铵盐结构, 具有两个正电荷中心, 且含长脂肪链, 能够穿透细胞脂质双分子层, 进而聚集于线粒体内。利用DQA这一特性, 可将具有抗癌活性的药物准确导入癌细胞线粒体中。例如, DQA直接修饰的正定霉素、奎纳克林脂质体^[25]和DQA-PEG₂₀₀₀-DSPE修饰的白藜芦醇脂质体^[26], 通过线粒体膜电位将药物成功靶向并累积至线粒体后, 线粒体膜电位降低, 线粒体依赖的凋亡途径被激活, 最终防止了乳腺癌的复发^[25], 在非耐药和耐药肺癌中都表现出显著的抗肿瘤效果^[26]。

1.1.2 含胍基的小分子及多肽

胍基靶向线粒体的发现源于细胞渗透肽。人类免疫缺陷病毒1型编码的TAT蛋白是被首次发现的细胞渗透肽^[27]。TAT蛋白的核心肽段(YGRKKRRQRRR)含有碱性氨基酸精氨酸和赖氨酸, 精氨酸、赖氨酸分别具有的胍基、氨基使TAT带有强烈的正电荷, 其中胍基的作用最大。TAT蛋白通过自身强正电荷与带负电荷的细胞膜结合将生物分子运送入细胞内^[28]。因此, 含有胍基的小分子及多肽, 如线粒体渗透肽、SS肽, 被应用到线粒体靶向抗肿瘤的研究。在许多含胍基的分子中, 四胍基化合物靶向线粒体的效率最高^[29]。与荧光素连接后, 可以有效靶向到HeLa细胞线粒体中^[30], 但是其抗肿瘤效果未见报道。

线粒体渗透肽同样源于细胞渗透肽。仿照TAT肽并对其进行改造, 合成由精氨酸(R)和赖氨酸(L)提供正电荷, 由苯基丙氨酸(phenylalanine, F)和环己基丙氨酸(cyclohexylalanine, Fx)提供亲脂性残基的一系列短肽, 分析脂水分配系数和电荷对其线粒体定位的影响。结果表明, 线粒体渗透肽必须同时具有两个条件:带正电荷和亲脂性^[31]。另外, 已有研究证实这些亲脂的阳离子肽可以将带负电和两性小分子靶向到线粒体^[32], 且线粒体渗透肽R (FxR)₃对人类细胞无毒性^[33], 作为线粒体靶向的载体非常有前景。R(FxR)₃的N端与铂复合物[Pt(succac)(NH₃)₂](NO₃)连接构建的肽/铂结合物mtPt, 可以成功靶向到线粒体, 并且对耐顺铂型人卵巢癌细胞的毒性稍大于顺铂, 远远大于[Pt(succac)(NH₃)₂](NO₃)^[34]。

SS肽是一类结构基序为交替的芳香环、氨基酸残基的芳香族阳离子肽。SS肽中精氨酸中胍基提供阳离子, 芳香基亲脂性较强, 因此也可以靶向到线粒体^[35]。应用最多的是含2', 6'-二甲基酪氨酸残基(Dmt)的SS抗氧化肽。研究表明, 抗氧化肽SS-31 (D-Arg-Dmt-Lys-Phe-NH₂)可以靶向线粒体, 清除过多的ROS, 保护缺血性脑损伤^[36], 提高移植到糖尿病小鼠的胰岛细胞的功能^[37], 治疗阿尔茨海默病^[38]等。SS-20 (Phe-D-Arg-Phe-Lys-NH₂)由于不含Dmt, 没有抗氧化剂活性^[39], 但是同样可以靶向到线粒体中。因此, 未来可以利用SS-20靶向线粒体的性质将抗癌药物传递到癌细胞线粒体中发挥治疗作用。

1.1.3 其他

除DLC外, 还有一些强正电性化合物, 也可作为线粒体靶向的结构单元, 应用于抗肿瘤治疗。利用十八胺的正电性构建的自主装纳米载体SA-TSN可以将替尼伯苷靶向至线粒体, 克服多药耐药现象, 显著提高替尼伯苷对耐药乳腺癌细胞(MCF-7/ ADR)的杀伤作用^[40]。具有强正电性的化合物QCy7HA, 与DOX共价连接后将药物大量导入线粒体, 抑制药物外排, 提高DOX的肿瘤细胞杀伤能力^[41]。利用正电性季铵结构构建的N-季铵壳聚糖将二甲马钱子靶向至肝癌细胞线粒体, 抑制肝癌的增长, 提高抗肿瘤的效果^[42]。

1.2 正电荷纳米粒

1.2.1 带正电荷的纳米粒

经过DLC、胍基等修饰的纳米粒, 均带有很强的正电荷, 可以成功靶向到线粒体, 并进行相应的抗癌治疗, 在这里不赘述。

有趣的是单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes, SWNT), 这种由碳原子sp²杂化形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空和单层的管体新型纳米材料可以通过线粒体膜电位靶向到线粒体, 虽然机制尚不明确, 但猜想其具有一定的正电性。研究表明, 磷脂-聚乙二醇(phospholipid-polyethylene glycol, PL-PEG)功能化的SWCNT (SWNT-PL-PEG)在肿瘤细胞中通过MTP成功靶向到线粒体^[43]后, 可进行光热治疗^{[43, 44]}、光声治疗^[45]及声热治疗^[46]。结果显示, SWCNT将激光转换为热能或机械能, 导致线粒体去极化、Cyt C释放和caspase-3激活, 最终造成肿瘤细胞凋亡。这些特性促进了SWCNT在线粒体靶向治疗肿瘤方面的应用。

1.2.2 pH响应反转的正电荷纳米粒

在细胞水平, 由于细胞膜及线粒体膜的膜电位均为负值, 带正电的纳米粒易于进入细胞或靶向至线粒体, 有利于药物的传输和递送。但正电荷纳米粒在静脉注射后, 通常会被血浆蛋白迅速结合并快速清除, 且造成细胞膜破裂, 导致严重的细胞毒性, 不能达到预期效果。因此, 有研究者利用血液、体液(pH 7.4) 与肿瘤微环境(pH 6.0~7.0) 或内涵体溶酶体(pH 4.0~6.0) 的pH差异, 构建具有电荷反转功能的线粒体靶向功能纳米制剂。将短肽KLA用2, 3-二甲基马来酸酐(2, 3-dimethylmaleic anhydride, DMA)和磷脂酰乙醇胺(1, 2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine, DSPE)修饰, 合成的具有类磷脂结构的化合物DSPE-KLA-DMA (DKD)制备成脂质体^[47]。该脂质体在pH中性的血液中保持稳定, 从血液进入肿瘤后, 由于肿瘤组织微环境pH降低, DKD中的DMA发生水解, 暴露出氨基基团, 正电性增强, 借助MTP靶向到线粒体, 实现抑制肺癌增长。借助同样的原理^[48], 六氢苯甲酸-组氨酸-谷氨酸-疏水碳十八长链构成的类磷脂结构化合物(1, 5-dioctadecyl-L-glutamyl 2-histidyl-hexahydrobenzoic acid, HHG2C18) 制备的脂质体(HHG2C18–L)通过实体瘤的高通透性和滞留效应(enhanced permeability and retention effect, EPR)到达肿瘤细胞后发生pH响应, HHG2C18-L的表面电荷由负变正, 增加了癌细胞的摄取。该脂质体经内吞途径进入内涵体/溶酶体后, pH值进一步降低, 组氨酸中的咪唑基促进质子海绵效应, 内涵体溶酶体破裂, 同时酰胺键断裂, 暴露出氨基, 正电性进一步加强, 最终带有很强正电荷的脂质体靶向到线粒体中, 减少了对正常细胞的毒性, 增加抗肿瘤的效果。

2 基于线粒体外膜通透性设计药物治疗系统

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线粒体是由双层膜围成的囊状结构, 两层膜之间是膜间隙。正常情况下OMM仅允许分子质量为5.0 kDa以下的分子通过^[49]。Cyt C相对分子质量为14 500, 在正常情况下无法透过OMM引发细胞凋亡^[50]。因此, 增加OMM的通透性可促进Cyt C从线粒体释放到细胞质, 开启基于Cyt C介导的细胞凋亡。目前有两种机制可实现OMM通透性的改变, 一种是通过线粒体膜通透性转孔(mitochondrial permeability transition porin, MPTP)的感应开放; 另一种是B淋巴细胞瘤-2 (B-cell lymphoma-2, Bcl-2) 家族蛋白的调节。

2.1 促进线粒体膜通透性转孔开放

MPTP是存在于线粒体内外膜之间的一组蛋白复合体, 是一种桥连线粒体内、外膜的非特异性通道, 主要由位于外膜的电压依赖的阴离子通道(voltage dependent anion channel, VDAC)、位于内膜的腺嘌呤核苷酸转位酶(adenine nucleotide translocator, ANT)和位于线粒体基质的环孢菌素A结合蛋白D (cyclophilin D, Cyp D)组成^[51] (图 3A)。如前文所述, IMM的质子泵将线粒体基质中的质子泵入线粒体膜间隙。在正常生理条件下, MPTP周期性开放, 使线粒体膜间隙的质子或正离子进入线粒体基质以防止线粒体膜间隙正离子过度蓄积。在氧化应激时, ROS持续蓄积导致MPTP开放, Ca²⁺等小分子大量进入线粒体基质(图 3B), 由于线粒体基质内的蛋白质不能经MPTP自由进出, 因此线粒体基质呈高渗性而引起小分子不断进入线粒体基质, 最终使线粒体水肿, 而IMM具有多次折叠的嵴结构, 比OMM有更大的表面积, 线粒体基质体积的逐渐膨胀虽不导致IMM破坏, 但可引起OMM的破裂, 使膜间隙的Cyt C释放到细胞质(图 3C), 从而启动细胞凋亡过程^[52]。因此, 过多的ROS是MPTP开放的关键因素之一。

光敏剂在特定波长的激光照射下激发, 激发态的光敏剂把能量传递给周围的氧, 可以生成ROS。TPP修饰的二氧化钛包覆的上转换纳米粒进入肿瘤细胞, 借助线粒体膜电位靶向至线粒体后, 在近红外光(near infrared, NIR)转化的紫外光(ultraviolet, UV)照射下, 产生大量ROS, 最终促进MPTP持续性开放, 开启线粒体途径的凋亡, 有效抑制肿瘤的生长^[53]。除了光敏剂, 醌类化合物β-拉帕醌可通过氧化还原循环诱导产生大量ROS, 促使MPTP持续开放, OMM破裂。β-拉帕醌通过酰胺键连接有线粒体靶向功能的XJB-肽后, 可在线粒体中产生大量ROS, 使线粒体自噬降解, 更高效地促使细胞凋亡^[54]。

2.2 Bcl-2家族蛋白对线粒体外膜通透性的调控

Bcl-2蛋白家族包括具有BH 1~3结构区域的促凋亡蛋白(pro-apoptotic protein) (Bak、Bax), 具有BH 1~4结构区域的抗凋亡蛋白(anti-apoptotic protein) (Bcl-2、Bcl-xL和Bcl-w)和只有BH3结构区域的唯BH3域蛋白(BH3-only protein) (Bid、Bik)。抗凋亡蛋白位于OMM, 促凋亡蛋白位于细胞质。促凋亡蛋白和唯BH3域蛋白的BH3结构域形成的两亲性螺旋可以插入到抗凋亡蛋白的BH1、BH2和BH3结构域形成的疏水凹槽中^[55]。在肿瘤细胞中, 抗凋亡蛋白(Bcl-2) 高表达, 促凋亡蛋白(Bax)中的两亲性螺旋插入到抗凋亡蛋白的疏水凹槽, 形成异源二聚体, 如图 4A, 抑制肿瘤细胞凋亡及在一些化疗药物刺激下的死亡。

唯BH3域蛋白的两亲性螺旋插入抗凋亡蛋白表面的疏水凹槽, 形成异二聚体后促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白异二聚体解聚, 同时促凋亡蛋白被激活, 转位至线粒体并在OMM上形成同源二聚体, 导致OMM通透性增加, Cyt C从线粒体释放到细胞质^[56], 如图 4B, 开启线粒体介导的细胞凋亡。BH3模拟物(BH3-only mimetic)与唯BH3域蛋白具有相同的结构域BH3, 同样可以使OMM通透性增加, Cyt C释放到胞质, 高效诱导肿瘤细胞凋亡, 达到抗肿瘤的目的^[57-60]。其中, ABT-737已作为单个药物有效治疗淋巴瘤和小细胞肺癌细胞^[57], 苊并杂环类小分子S1具有广谱的抗肿瘤作用^[58], UMI-77对胰腺癌有抗肿瘤活性^[60]。

除了BH3模拟物, α-TOS也可以阻碍Bcl-xL、Bcl-2与Bak的BH3结构域结合, 抑制Bcl-xL、Bcl-2的活性^[61], 促使Bak构象改变, 在OMM上形成同源低聚物的形式, 使OMM的通透性增加, Cyt C释放到细胞质基质^[62], 促进不同类型癌细胞凋亡, 如前列腺癌、乳腺癌、肺癌和结肠癌等, 但对正常细胞不造成伤害。利用α-TOS的这一特性, 将对细胞核有杀伤作用的活性药物与α-TOS共价连接, 构建一种既可以靶向细胞核使DNA损伤, 又可以靶向线粒体的具有双重靶向功能的递药体系, 大大提高药物的治疗效率^[63]。

OMM通透性增加后, 必然会引起Cyt C的释放。Cyt C位于线粒体内膜外侧, 在线粒体崤上与其他氧化酶排列成呼吸链, 参与细胞呼吸过程, 在细胞能量转移中起着极为重要的作用。双(硫代琥珀酰亚胺基)辛二酸酯将细菌磁纳米粒(BMPs)与Cyt C的配体共价连接而构建的BMP-Cyt C配体复合物, 可以特异性靶向HeLa细胞线粒体, 并且在静磁场作用下, 细胞活性明显降低^[64]。同时包载鱼藤酮和金纳米粒的介孔二氧化硅用Cyt C配体修饰后, 将鱼藤酮和金纳米粒靶向至线粒体, 实现了化疗和光热治疗的联合应用, 体外细胞活性显著降低^[65]。

3 基于线粒体膜转位酶设计药物治疗系统

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进入线粒体的蛋白需要依靠线粒体外膜上的转位酶(translocase of outer mitochondrial membrane, TOM)转运^[66]。TOM复合物主要由Tom 40、Tom 20、Tom 70和Tom 22等多种亚基组成, 其中Tom 40具有β桶状蛋白质结构的核心亚基, 形成蛋白质跨膜转运通道^[67]。Tom 20和Tom 70是TOM系统的两个外周亚基, 均通过其N端跨膜片段锚定于外膜上, 其亲水域暴露于胞质侧。被Tom 20和Tom 70识别的蛋白通过Tom 40转运后会定位于线粒体外膜、膜间隙、内膜和基质而发挥相应的生理功能^[68]。定位到内膜和基质还需要线粒体内膜上的转位酶(translocase of inner mitochondrial membrane, TIM)转运。线粒体靶向序列就是通过这种方式进入线粒体的。

线粒体中蛋白一部分由线粒体基因编码, 但大部分由细胞核基因编码, 在胞质中合成。核基因编码的蛋白质通过N端的氨基酸前体序列将其靶向到线粒体^[69], 这段N端的氨基酸前体序列即线粒体靶向序列(mitochondrial targeting sequences, MTSs)。线粒体苹果酸脱氢酶的线粒体靶向序列mMDH和人锰超氧化物歧化酶的线粒体靶向序列hMnSOD已被研究报道: TAT-mMDH-绿色荧光蛋白可以将绿色荧光蛋白快速定位到线粒体^[70]; hMnSOD-exonuclease Ⅲ-TAT可以将exonuclease Ⅲ有效靶向到乳腺癌细胞线粒体并稳定表达^[71], 减少mtDNA在化疗等氧化应激下的修复作用^[72], 增强对癌细胞化疗效果。

4 其他

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XJB肽源于短杆菌肽S (gramicidin S, GS)。XJB-5-131是其序列Leu-D-Phe-Pro-Val-Orn插入线粒体内膜从而靶向线粒体^[73], 而不是依靠线粒体膜电位和增加外膜通透性, 但具体机制尚不明确。XJB-5-131是双亲结构, Orn的-(CH₂)₂-NH₃⁺侧链和两个D-Phe的苯环突出在分子的一个面; Leu和Val的疏水侧链-CH₂-CH-(CH3)₂和-CH-(CH3)₂伸出于分子的另一面^[74], 这种结构也可减少细胞毒性^[75]。XJB-5-131或GS类似物^[76]与ROS清除剂4-氨基-TEMPO^[77]构建的结合物, 靶向线粒体后, 可以清除线粒体内过多的ROS, 应用于防辐射剂、保护小鼠胚胎细胞^[78]或其他由于ROS增多导致的疾病。但是目前未见关于XJB肽抗肿瘤的研究报道。

5 结语和展望

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线粒体靶向制剂提高癌症治疗效果, 降低对正常组织的毒副作用, 在生物医药领域显示出独特的应用前景。研究人员利用线粒体的结构特点, 在线粒体膜电位、线粒体膜通透性和线粒体膜转位酶3个方面进行了大量线粒体靶向制剂研究, 取得了许多积极的成果。但从现有研究结果发现, 人们对线粒体作用途径和机制的了解不甚深入, 选用的细胞或肿瘤模型各不相同, 选择的治疗方式多样, 所用载体的种类、载药量和靶向效率各异, 对线粒体靶向制剂的自身性质和抗肿瘤效果没有统一的标准, 且都仅限于体外细胞实验和动物实验。因此, 还有很多工作亟待研究者们去探索, 包括进一步探索线粒体的作用途径和机制; 针对不同的肿瘤, 进行针对性的研究, 确定统一的标准, 优化线粒体靶向制剂; 探究线粒体靶向制剂的临床药效和长期作用。

基金

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国家自然科学基金资助项目(31470916)
国家自然科学基金资助项目(31500769)
药物质量与安全预警教育部重点实验室开放课题资助项目(DQCP2015MS01)

参考文献

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文献

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参考文献引证文献

排序方式：

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2017年第52卷第6期

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文章信息

doi: 10.16438/j.0513-4870.2017-0177

接收时间：2017-02-24
首发时间：2026-01-14
出版时间：2017-06-12

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作者

出版历史

收稿日期：2017-02-24
修回日期：2017-04-03

基金

国家自然科学基金资助项目(31470916)

国家自然科学基金资助项目(31500769)

药物质量与安全预警教育部重点实验室开放课题资助项目(DQCP2015MS01)

作者信息

中国药科大学, 药物质量与安全预警教育部重点实验室, 江苏南京 210009

通讯作者:

* 丁娅, Tel:86-25-82171326, Fax:86-25-82171326, E-mail:ayanju@163.com

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https://castjournals.cast.org.cn/joweb/yxxb/CN/10.16438/j.0513-4870.2017-0177

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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