Decoding Potassium Homeostasis in Cancer Metastasis and Drug Resistance: Insights from a Highly Selective DNAzyme-Based Intracellular K+ Sensor

化学 脱氧核酶 细胞内 平衡 转移 癌症 抗药性 癌症转移 癌症研究 生物化学 生物物理学 纳米技术 细胞生物学 内科学 DNA 遗传学 有机化学 医学 材料科学 生物
作者
Zhenglin Yang,Xiangli Shao,Yuting Wu,Aritra Roy,Edwin García,A. P. Farrell,Subhashree Pradhan,Weijie Guo,Hin Hark Gan,Zeynep Korkmaz,Emily J. Adams,Yi Lu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (21): 18074-18087 被引量:1
标识
DOI:10.1021/jacs.5c03781
摘要

Potassium ions (K+) within the tumor microenvironment, along with dysregulation of K+ channels, play critical roles in supporting cancer cell survival and preventing their elimination. Directly monitoring changes in K+ homeostasis within cancer cells is invaluable for understanding these processes. However, achieving high selectivity over other biological metal ions, a detection dynamic range that aligns with intracellular K+ levels, and broad accessibility to research laboratories remain technically challenging for current K+ imaging probes. In this study, we report the in vitro selection of the first K+-specific RNA-cleaving DNAzyme and the development of a K+-specific DNAzyme fluorescent sensor with exceptional selectivity, achieving over 1000-fold selectivity against Na+ and more than 100-fold selectivity over other major biologically relevant metal ions. This sensor has an apparent dissociation constant (105 mM) that is close to the intracellular level of K+, and it has a broad detection range from 21 to 200 mM K+. Using this tool, we reveal a progressive decline in intracellular K+ levels in breast cancer cells with more advanced progression states. Moreover, we demonstrate that elevated extracellular K+ levels interfere with the efficacy of anticancer compounds like ML133 and Amiodarone, suggesting an underappreciated role of microenvironmental K+ in chemoresistance. Notably, blocking the Kir2.1 channel activity restored treatment sensitivity, presenting a potential strategy to overcome chemoresistance in aggressive cancers. These findings underscore the role of K+ homeostasis in tumor progression and support further exploration of ion-channel-targeted cancer therapies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
桥豆麻袋完成签到,获得积分10
2秒前
初遇之时最暖完成签到,获得积分10
4秒前
燕儿完成签到 ,获得积分10
6秒前
ccccchen完成签到,获得积分10
11秒前
hhh完成签到 ,获得积分10
11秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
12秒前
无聊的老姆完成签到 ,获得积分10
12秒前
橘子味完成签到 ,获得积分10
14秒前
FCL完成签到,获得积分10
15秒前
sdfwsdfsd完成签到,获得积分10
17秒前
zhendezy完成签到,获得积分10
18秒前
15987342672完成签到 ,获得积分10
22秒前
靳南希完成签到 ,获得积分10
23秒前
jhxie完成签到,获得积分10
24秒前
干净冰露完成签到,获得积分10
24秒前
木康薛完成签到,获得积分10
25秒前
研友_Z1eDgZ完成签到,获得积分10
25秒前
李锐完成签到,获得积分10
25秒前
任佳怡完成签到 ,获得积分10
26秒前
27秒前
jiangyi3029完成签到 ,获得积分10
31秒前
一颗困困豆耶完成签到,获得积分10
33秒前
bener完成签到,获得积分10
38秒前
科研通AI6.2应助王多肉采纳,获得10
40秒前
苍术完成签到,获得积分10
47秒前
lii完成签到,获得积分10
47秒前
aaa完成签到,获得积分10
48秒前
adrianwu完成签到 ,获得积分10
50秒前
51秒前
任迷迷完成签到 ,获得积分10
55秒前
慕容杏子完成签到 ,获得积分10
55秒前
牛马人生完成签到,获得积分10
56秒前
56秒前
cyh完成签到 ,获得积分10
57秒前
huluwa完成签到,获得积分10
57秒前
ziwei完成签到,获得积分10
58秒前
zhuangbaobao完成签到,获得积分10
1分钟前
Echo1128完成签到 ,获得积分10
1分钟前
arniu2008发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Development Across Adulthood 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6444828
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8258640
关于积分的说明 17591778
捐赠科研通 5504542
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2901588
邀请新用户注册赠送积分活动 1878538
关于科研通互助平台的介绍 1718137