精氨酸剥夺在延缓衰老与联合化疗药物治疗肿瘤中的应用制造技术

本发明专利技术提供一种精氨酸剥夺在延缓细胞衰老和治疗肿瘤中的应用。本发明专利技术通过剥夺精氨酸缓解细胞衰老，进而抑制肿瘤微环境衰老细胞SASP合成与释放，从而达到在一定程度上提升肿瘤化疗治疗效果的作用。瘤化疗治疗效果的作用。

【技术实现步骤摘要】
精氨酸剥夺在延缓衰老与联合化疗药物治疗肿瘤中的应用


[0001]本专利技术涉及肿瘤化疗辅助治疗，尤其涉及精氨酸剥夺协同基因毒性化疗药物在治疗肿瘤中的应用。

技术介绍

[0002]肿瘤作为危害人类身体健康的恶性疾病，其诊断、治疗和康复一直是生物医学研究的热点。1989年，英国外科医生Stephen Paget首次提出肿瘤微环境(tumor microenvironment，TME)的概念，他提出的“seed and soil”理论对于解释肿瘤细胞转移和复发具有深远影响。随着近几十年肿瘤研究的不断探索和发现，肿瘤被定义为一种复杂程度远超过健康组织的异质性器官。肿瘤微环境作为肿瘤发生、转移、代谢和生存的基础，其主要由异质性肿瘤细胞组成，除此之外还包括一些被肿瘤细胞恶化的其他组织和细胞。实体瘤肿瘤微环境主要包含细胞外基质、肿瘤相关成纤维细胞(carcinoma
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associated fibroblasts，CAF)、免疫细胞、神经内分泌细胞、周细胞、平滑肌、内皮细胞、血管等多种组织和细胞。而恶性血液肿瘤微环境主要由骨髓基质细胞、内皮细胞、单核细胞、巨噬细胞、成骨细胞、破骨细胞、自然杀伤细胞、各种T细胞和B细胞组成。
[0003]1961年，Hayflick和Moorhead首次发现体外培养的人成纤维细胞在起初具有很强的增殖能力，然而细胞在培养30代之后，细胞会永久性失去增殖能力，这种现象称作细胞衰老。细胞衰老的现象被发现后，其在生命体中的作用有两种不同解释：第一种观点认为细胞衰老是生物体重要的保护机制。致癌基因突变的细胞具有无限增殖的能力，其异常分裂和累积会导致肿瘤的发生，而细胞衰老可以起到抗肿瘤的作用；第二种观点认为细胞衰老对生物体是有害的。衰老细胞的过度累积会影响组织再生和修复，进而促进生命体衰老相关疾病的发生。衰老相关分泌表型(senescence
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associated secretory phenotype，SASP)作为衰老细胞的主要特征和功能的执行者，其对人体健康具有十分重要的作用。
[0004]化疗药物治疗作为临床肿瘤治疗的经典方法，药物可以损伤肿瘤细胞基因组DNA并诱导肿瘤细胞发生凋亡，以达到肿瘤治疗的目的。然而，脱靶的化疗药物会损伤肿瘤微环境中的良性组织和细胞，其中包括多种基质细胞、免疫细胞和内皮细胞。损伤的细胞呈现出典型衰老细胞的特征，并且衰老细胞通过SASP因子可以重塑肿瘤微环境，进而降低化疗药物的治疗效果以及导致病情的恶化。SASP因子作为衰老细胞功能的主要执行者，不同的SASP因子作用于不同细胞可能发挥不同的作用。例如，某些SASP因子(如IL
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6、IL
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8和TNF
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α)可通过自分泌和旁分泌方式增强细胞衰老表型以及诱导正常细胞衰老；然而，某些血管生成因子、生长因子则能促进肿瘤微环境的血管生成。因此，药物脱靶引起的细胞衰老和SASP因子释放，受到药物剂量、疾病发展时间、以及信号通路不同等多种因素影响。有研究报道，衰老细胞通过SASP可促进肿瘤细胞出现增殖、侵袭、迁移、血管生成、耐药等多种恶性表型。因此，治疗诱导细胞衰老(therapy induced senescence，TIS)是临床肿瘤治疗亟需解决的问题。目前，化学疗法辅助治疗主要为：衰老细胞清除药物(Senolytics)、免疫介导的衰老细胞清除和衰老细胞SASP抑制剂(Senomorphics)。
[0005]精氨酸作为人体重要代谢物，其跟衰老、肿瘤、免疫等多种人体功能和疾病有密不可分的关系。有研究报道精氨酸在可延缓细胞衰老从而提升人类身体健康(Weili Zhong.et al,Diabetes Research And Clinical Practice 89(2010)38
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45)精氨酸在免疫系统巨噬细胞活化过程中发挥了重要作用，当巨噬细胞二分化为M1/M2型巨噬细胞后，其iNOS和ARG1的基因表达显著上调，说明细胞精氨酸代谢增强。最后，精氨酸作为药物添加剂在伤口愈合中发挥了重要作用，多种促伤口愈合的治疗策略都以精氨酸为添加药物以起到更好的治疗效果。
[0006]本领域有报道称限制进食、间歇性禁食、饮食控制、饮食调控可以一定程度上预防阿尔茨海默病、控制体重、促进神经再生。但这些都是总体饮食的调控，本领域尚不清楚精氨酸剥夺对疾病的影响。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供能引起精氨酸剥夺的物质在制备延缓细胞衰老、降低衰老细胞溶酶体β半乳糖苷酶活性、降低衰老细胞DNA损伤反应、降低衰老细胞SASP基因的表达的试剂中的应用。
[0008]在一个或多个实施方案中，能引起精氨酸剥夺的物质包括：无或低精氨酸培养基、无或低精氨酸食物、增加精氨酸消耗的试剂、减少精氨酸吸收或转运的试剂。
[0009]在一个或多个实施方案中，所述低精氨酸培养基或低精氨酸食物含有小于400μM的精氨酸，例如350μM以下、300μM以下、250μM以下、200μM以下、150μM以下、100μM以下、50μM以下、20μM以下的精氨酸。优选地，所述培养基是DMEM培养基。
[0010]在一个或多个实施方案中，所述低精氨酸食物不含富含精氨酸的食物，例如坚果类的食物或海产品。
[0011]在一个或多个实施方案中，所述增加精氨酸消耗的试剂或减少精氨酸吸收或转运的试剂是精氨酸转运抑制剂，例如基因SLC7A1的抑制剂。
[0012]在一个或多个实施方案中，所述精氨酸是L
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精氨酸。
[0013]在一个或多个实施方案中，所述衰老细胞包括PSC27细胞或NIH3T3细胞。
[0014]本专利技术还提供一种体外延缓细胞衰老、降低衰老细胞溶酶体β半乳糖苷酶活性、降低衰老细胞DNA损伤反应、或降低衰老细胞SASP因子的表达的方法，包括对所述细胞进行精氨酸剥夺。
[0015]在一个或多个实施方案中，所述精氨酸剥夺包括选自以下的一个或多个步骤：
[0016](1)采用无或低精氨酸培养基培养细胞，
[0017](2)减少细胞对精氨酸的吸收。
[0018]在一个或多个实施方案中，所述衰老细胞包括PSC27细胞或NIH3T3细胞。
[0019]本专利技术还提供能引起精氨酸剥夺的物质在制备通过缓解肿瘤微环境中非肿瘤细胞衰老或其SASP因子的表达来抑制肿瘤细胞恶性增殖、降低肿瘤细胞恶性侵袭或迁移、降低肿瘤细胞的耐药性、或提升化疗药物对肿瘤细胞的杀伤效果的试剂中的用途。
[0020]在一个或多个实施方案中，所述化疗药物是基因毒性化疗药物。
[0021]在一个或多个实施方案中，所述化疗药物包括博莱霉素、沙铂、米托蒽醌或阿霉素。
[0022]在一个或多个实施方案中，能引起精氨酸剥夺的物质包括：无或低精氨酸培养基、无或低精氨酸食物、增加精氨酸消耗的试剂、减少精氨酸吸收的试剂。
[0023]在一个或多个实施方案中，所述低精氨酸培养基或低精氨酸食物含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.能精氨酸剥夺的物质在制备延缓细胞衰老、降低衰老细胞溶酶体β半乳糖苷酶活性、降低衰老细胞DNA损伤反应、降低衰老细胞SASP基因的表达的试剂中的应用，优选地，所述衰老细胞包括PSC27细胞或NIH3T3细胞。2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述能引起精氨酸剥夺的物质包括：无或低精氨酸培养基、无或低精氨酸食物、增加精氨酸消耗的试剂、减少精氨酸吸收或转运的试剂，优选地，所述低精氨酸培养基或低精氨酸食物含有小于400μM的精氨酸，所述增加精氨酸消耗的试剂或减少精氨酸吸收或转运的试剂是精氨酸转运抑制剂，例如基因SLC7A1的抑制剂；优选地，所述增加精氨酸消耗的试剂或减少精氨酸吸收或转运的试剂包括ADI
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PE20、rhArg
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PEG、PEG
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BCT
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100、或cGCN2。3.一种体外延缓细胞衰老、降低衰老细胞溶酶体β半乳糖苷酶活性、降低衰老细胞DNA损伤反应、或降低衰老细胞SASP基因的表达的方法，包括对所述细胞进行精氨酸剥夺，优选地，所述精氨酸剥夺包括选自以下的一个或多个步骤：(1)采用无或低精氨酸培养基培养细胞，(2)减少细胞对精氨酸的吸收，优选地，所述衰老细胞包括PSC27细胞或NIH3T3细胞。4.能引起精氨酸剥夺的物质在制备通过缓解肿瘤微环境中良性细胞衰老及其SASP因子基因的表达来抑制肿瘤细胞恶性增殖、降低肿瘤细胞恶性侵袭或迁移、降低肿瘤细胞的耐药性、或提升化疗药物对肿瘤细胞的杀伤效果的试剂中的用途，优选地，所述化疗药物是基因毒性化疗药物；更优选地，所述化疗药物包括博莱霉素、沙铂、米托蒽醌或阿霉素，优选地，所述肿瘤细胞是前列腺肿瘤细胞或黑素瘤细胞；更优选地，所述肿瘤细胞包括PC
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3、DU145、RM
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1、或B16
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F10。5.如权利要求4所述的用途，其特征在于，所述能引起精氨酸剥夺的物质包括：无或低精氨酸培养基、...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉政，孙宇，李岩，姜坤，李婷，李写，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：