文献阅读 | 肿瘤细胞中卟啉积累与作为药物载体的功能位置的相关性评价
小燕子
Evaluation of the correlation between porphyrin accumulation in cancer cells and functional positions for application as a drug carrier
卟啉衍生物在癌细胞中选择性积累，可作为药物载体。到目前为止，与卟啉结合的取代基(主要是中位取代基)已经得到了积极的研究，但功能卟啉位置(β-，中观位置)对肿瘤聚集的影响尚未得到研究。
因此，我们利用癌细胞研究了取代基的功能位置与卟啉在癌细胞中的积累之间的关系。我们发现，与β衍生物相比，中位衍生物在癌细胞中具有更高的累积量，而体积较小的卟啉类化合物在癌细胞中的活性积累较少。在评价卟啉的胞内分布时，发现卟啉通过内吞和直接膜透作用而内化。作为这两种渗透机制的影响因素，我们评价了卟啉蛋白(内吞)与磷脂双层膜(直接膜透)的亲和力。我们发现卟啉的结合位置影响跨膜渗透机制所涉及的因素，并影响癌细胞的积累。
图形1结果表明，各卟啉在MCF-7细胞中的积累量。中-P1的积累量最高，而β-P15的积累量最低，与孵育时间无关。取代基的官能团位置和烷基链长都影响卟啉的积累(介孔-P1>介孔-P15，β-P1>β-P15)。MESO-衍生物(中-P1和中-P15)比β-衍生物(β-P1和β-P15)在肿瘤细胞中积累更多。这在具有P15取代基的衍生物中尤为明显，其中位衍生物的累积量是β-衍生物的三倍。在取代基空间位阻方面，烷基链短的化合物比长烷基链的化合物积累更多。因此，含有大量官能团的介观衍生物的抗癌作用可能是β衍生物的三倍。
Figure 1：卟啉类化合物β-P1(红色)的时间依赖性肿瘤聚集梅索-P1(紫色)、β-P15(浅蓝色)及梅索MCF-7细胞在10 M时出现P1(绿色)。
图形2表明各卟啉衍生物均通过内吞作用主动传递到溶酶体。然而，荧光图像也显示卟啉衍生物聚集在溶酶体以外的其他区域。这些结果表明，卟啉衍生物通过细胞内吞和浓度梯度渗透在癌细胞中积累。因此，这两种机制所涉及的因素需要对每种化合物进行评估和比较，因为它们对血液蛋白质可能有不同的亲缘关系和不同的扩散通透性。因此，我们用荧光猝灭法和模型膜(脂质体)对这些因素进行了评价和比较。
Figure 2：实验化合物在MCF-7细胞中的荧光显微镜图像。(Lysotracker和各卟啉化合物分别用绿色荧光和红色荧光表示)。
由于我们之前证明了卟啉与蛋白质形成一个复合物，因为Stern-Volmer图在更高的猝灭浓度值下表现出向上的曲率(图)。3a)27。根据莱勒图解的结果。3(B)，结合常数Ka计算了卟啉与BSA之间的相互作用。这个Ka其值与卟啉衍生物的累积电位一致(介孔-P1>介孔-p15，β-P1>β-P15)。27。这些结果表明，π-π在π共轭卟啉衍生物与芳香氨基酸残基之间的堆积是肿瘤细胞聚集的决定因素之一。
Figure 3：(a)斯特恩-伏尔默阴谋和(b(β-P1(红色)，meso-P1(紫色)，β-P15(浅蓝色)和介-P15(绿色)。
如图所示。4卟啉衍生物的细胞膜通透性在很大程度上取决于取代基的功能位置和空间位阻。具有短烷基链的Meso-P1和β-P1具有较高的膜透性，似乎不受取代基功能位置的影响。与之相比，具有长烷基链的Meso-P15和β-P15的膜透性低于短烷基链的化合物。此外，β-P15几乎不渗透到DOPC膜，而介孔-P15则渗透。因此，将取代基的功能位置从中间位置改为β位置，确实降低了细胞膜的通透性。
Figure 4：(aDOPC的结构公式；(b)DOPC脂质体在10μm时卟啉衍生物的通透性。
因此，利用这四种卟啉(β-P1、meso-P1、β-P15、meso-P15)，我们发现，取代基位置和空间位置的改变影响了它们通过磷脂双层的能力。首先，取代基空间位阻的增加降低了它们跨越膜的能力。这一行为与MCF-7细胞积累的结果是一致的.第二，β-P15几乎不与磷脂双层膜结合。这种极低的β-P15通透性可能是其在MCF-7细胞中蓄积极低的因素之一。
我们研究了功能位置(β，中位)对肿瘤细胞中卟啉积累的影响.我们发现卟啉衍生物的积累主要取决于功能卟啉的位置和取代基的位阻。我们认为，这种有趣的现象受卟啉的两种细胞膜渗透机制、内吞作用和浓度梯度渗透的影响，通过对跨膜因素的评价，我们在阐明功能性位置替代作用的机制方面取得了很大进展。因此，我们发现在考虑卟啉作为药物释放载体时，功能性卟啉的位置是至关重要的。本研究为卟啉类药物产品的结构设计提供了新的指导思想。