乳腺肿瘤细胞用指示其电位的染料发光
学分:塔夫茨大学 在正常细胞中，电压模式为有序生长提供了蓝图
但是对于癌症，情况正好相反
以细胞产生的正常电模式的崩溃为标志，它们失去了它们的特殊功能，开始扩展成肿瘤，扩散并破坏其他组织的功能——转移
到目前为止，还没有专门针对转移过程的临床可用治疗方法，转移仍然是癌症患者死亡的主要原因
现在，塔夫茨大学的研究人员发现，使用已经被美国食品和药物管理局批准为治疗其他疾病的离子通道阻滞剂来操纵肿瘤细胞中的电压模式，实际上可以显著减少肿瘤细胞在培养皿中的侵袭和乳腺癌动物模型中的转移
已经被批准用于其他疾病的药物可以减缓或阻止转移的发现可能会加速癌症治疗的批准进程
塔夫茨大学工程学院生物医学工程的Tiampo家族助理教授、该研究的相应作者Madeleine Oudin说:“这在很大程度上是一种未经探索的、但高度机会主义的癌症治疗策略。”
“调节细胞生物电特性的离子通道是现有药物的第二大常见目标，因此我们有相对大量的现成药物可用于癌症治疗
" 为了测试他们的治疗策略，塔夫茨研究小组将重点放在三阴性乳腺癌(TNBC)上，这是一种约占所有乳腺癌病例15%的疾病亚型
TNBC转移的可能性比所有其他乳腺癌亚型都大，而且因为TNBC与五年预后不良有关，科学家们正集中精力对抗它
研究人员能够证明，控制乳腺癌细胞的电压特性可以对其转移进程产生显著影响，将小鼠肺部转移部位的数量减少约50%
人体内的细胞在细胞膜上产生自然电压，这是由主动推动或被动允许正负离子进出细胞的离子通道引起的
这项研究的合作者、生物系的万尼瓦尔·布什教授迈克·莱文多年来一直致力于剖析电特性在模型生物细胞行为中的作用
当乌丁加入塔夫茨大学时，他们通过塔夫茨合作项目获得资金，该项目帮助支持不同学校的教师之间的合作，以解决新的令人兴奋的研究领域
虽然有多种通道驱动带正电荷的钠离子、钙离子和钾离子以及带负电荷的氯离子的运动，但钾离子通道在产生细胞膜上的电压时往往占主导地位
当塔夫茨大学的研究人员从基因上过度表达肿瘤细胞中的钾离子通道时，无论是在平板细胞还是动物模型中，细胞内部都变得更加负电荷，电压的不平衡导致肿瘤生长和转移增加
研究人员的治疗策略采取了相反的方法——阻断钾离子通道导致t细胞恢复更正常的电压，减少肿瘤细胞的侵袭并显著减少转移
筛选了四种FDA批准的钾离子通道阻滞剂，它们在杀死肿瘤细胞方面都有相似的效果
其中一种药物，胺碘酮，在使细胞电压正常化方面效果最大，并被选中观察其在治疗小鼠乳腺癌方面的效果
研究人员发现，这种被批准用于治疗心律失常的药物降低了肿瘤随着细胞分裂并转移到身体其他部位而扩散的能力
通过观察由电压偏移触发的基因，他们发现了许多参与细胞运动的分子途径
离子通道阻断药物的效果与限制细胞运动是一致的，因此它们不会游走并长出新的肿瘤
塔夫茨团队将继续在动物模型中探索离子通道阻滞剂对癌症的影响，并结合现有的标准护理治疗，如化疗
由于胺碘酮和类似药物已经被批准用于人类，在不久的将来，一期临床试验可能会在癌症患者的小群体中开始
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