子科生物報道：德克薩斯大學西南醫(yī)學中心的研究人員在最新研究中發(fā)現(xiàn)，癌細胞釋放的酸性物質(zhì)濃度遠高于此前的認知，形成了一種“酸壁”，這可能阻礙免疫細胞對腫瘤的攻擊。這項發(fā)表在《Nature Biomedical Engineering》雜志上的研究，為開發(fā)改變腫瘤周圍酸性環(huán)境的新型癌癥治療方法提供了可能。

研究負責人、德克薩斯大學西南分校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胞周圍存在一種以前未被認識到的極化細胞外酸度?！?/p>

科學家們早已知曉腫瘤組織呈酸性，但傳統(tǒng)觀點認為其酸度較人體內(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博士及其團隊此前設計了一種納米粒子，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)進入第二階段的臨床試驗，作為圖像引導癌癥手術的工具。2023年，pegsitacianine獲得了美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）的突破性療法認定，加速了這一有前景藥物的開發(fā)和審查過程。然而，由于腫瘤的酸度被認為不足以激活pegsitacianine，其發(fā)熒光的具體原因一直不明確。

為了解決這一謎題，研究團隊使用pegsitacianine探針對來自多種人類和小鼠癌癥類型的單個細胞進行了成像。他們觀察到探針在癌細胞的一側(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，乳酸是腫瘤細胞代謝葡萄糖后產(chǎn)生的廢物。進一步的實驗顯示，癌細胞傾向于將酸從鄰近的癌細胞中排出，進入細胞外環(huán)境，在腫瘤邊緣形成一個高酸度區(qū)域。

研究還發(fā)現(xiàn)，這種酸壁中幾乎沒有CD8+ T細胞，這是一種已知的抗癌免疫細胞。當研究人員在pH值5.3的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)癌細胞和CD8+ T細胞時，發(fā)現(xiàn)癌細胞能夠存活，而CD8+ T細胞在三小時內(nèi)死亡，這表明高酸度可能阻止免疫細胞的攻擊，而不影響癌細胞的生存Gao博士的實驗室之前的研究表明，乳酸的對應物——乳酸鹽，可以增強免疫細胞的抗癌活性。因此，未來的治療策略可能會側(cè)重于將乳酸轉(zhuǎn)化為乳酸鹽，以促進免疫攻擊。此外，目前研究中利用腫瘤相對酸度的治療方法，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行調(diào)整。

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

本研究得到了美國國立衛(wèi)生研究院、德克薩斯州癌癥預防與研究所、Mendelson-Young癌癥治療基金會以及美國國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.的科學聯(lián)合創(chuàng)始人和顧問，該公司正在將這項技術商業(yè)化。Huang博士是OncoNano Medicine的科學顧問和版稅獲得者。UT Southwestern也從OncoNano獲得許可收入。