综述:通过RNA纳米技术和串联电路圣诞灯机制靶向ABC转运蛋白开发治疗肝癌化疗耐药的有效策略

【字体: 时间:2025年10月04日 来源:Molecular Pharmaceutics 4.5

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  本综述系统阐述了利用RNA纳米技术(RNA nanotechnology)模拟Phi29 DNA包装马达的多亚基旋转机制,提出“串联电路圣诞灯”式创新策略(公式:x=(p+q)z=∑M=0Z(Z/M)pZ-MqM),通过靶向同源多亚基ABC转运蛋白(如P-gp)克服肝癌(HCC)化疗耐药。研究证实RNA纳米载体可共递送紫杉醇(Paclitaxel)与miRNA,并整合GalNAc配体实现肝靶向协同治疗,为逆转肿瘤耐药提供新范式。

  

背景:肝癌化疗耐药与ABC转运蛋白的挑战

肝细胞癌(HCC)是肝癌的主要类型,其治疗面临化疗耐药和复发等重大挑战。类似“边境海关”的生理机制,肝脏通过外排泵解毒进入体内的化学物质,其中ATP结合盒(ABC)药物转运蛋白的过表达是导致化疗耐药的关键因素。ABC转运蛋白具有同源多亚基结构(multihomosubunit)和旋转运输机制,可主动将药物从癌细胞中排出,降低细胞内药物积累,从而削弱治疗效果。

Phi29 DNA包装马达的启示与RNA纳米技术创新

基于对Phi29 DNA包装马达中dsDNA转运机制及多亚基旋转ATP酶(multihomosubunit-revolving ATPase)完全抑制现象的研究,本研究提出一种突破性策略:模仿“圣诞灯串联电路”机制(公式:x=(p+q)z=∑M=0Z(Z/M)pZ-MqM),通过靶单个亚基实现对整个蛋白复合物的完全抑制。RNA纳米技术凭借其可编程性和多价特性,为这一策略提供了实现路径。

“圣诞灯串联电路”机制在靶向治疗中的应用

RNA纳米载体可同时负载多种高载荷药物(如紫杉醇和miRNA),并整合肝靶向配体N-乙酰半乳糖胺(GalNAc),实现精准递送。在HCC小鼠模型中,该技术成功抑制了同源多亚ABC药物外排泵P-糖蛋白(P-gp)的功能,显著提高细胞内药物浓度,逆转化疗耐药。其核心优势在于:通过靶向单个亚基即可阻断整个ABC转运蛋白的功能,类似于串联电路中单个灯珠熄灭导致整体电路失效。

RNA纳米技术的治疗潜力与未来方向

RNA纳米技术不仅支持多药共递送,还可通过调控ABC及其他ATP酶转运蛋白的结构-功能关系,实现协同抗癌效应。这一策略为开发针对HCC及其他化疗耐药肿瘤的靶向疗法提供了新思路,强调通过多学科交叉(纳米技术、分子生物学、药学)攻克临床耐药难题。
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