作者:黄辛 来源:中国科学报 发布时间:2020/9/1 11:10:05
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华东理工大学在癌症纳米医学领域获突破

 

华东理工大学药学院教授朱维平创新发展了一种自加速过氧化氢刺激响应型金纳米囊泡,实现了对小鼠肿瘤化疗和饥饿治疗的协同,相关成果发表近日于《治疗诊断学》杂志。

有机—无机杂化纳米囊泡结合了有机材料高度的生物相容性以及无机材料独特的光学、电、磁学特性,同时具有良好的载药能力,近年来在癌症诊断、治疗及成像领域受到越来越多的关注。其中,具有可调节近红外吸收的金纳米囊泡通过基于光的成像(光热/光声成像)或治疗(光热治疗/光动力治疗/光控释药)模态,对肿瘤实现了良好的诊疗效果。然而,由于近红外光的穿透深度依然有限,以往报道的金纳米囊泡对处于深层组织的肿瘤的治疗依然面临较大挑战。

过氧化氢是细胞内众多代谢途径的副产物,主要产生于线粒体。癌细胞内的线粒体功能紊乱,在癌细胞快速增殖的过程中会持续产生大量过氧化氢。针对这一特性,朱维平与复旦大学聂志鸿教授团队合作,设计并制备了过氧化氢刺激响应型金纳米囊泡TG-GV,同时包裹乏氧前药替拉扎明(TPZ)以及葡萄糖氧化酶(GOx),实现肿瘤部位特异性释药。

在肿瘤部位高浓度过氧化氢的氧化作用下,囊泡TG-GV表面两亲聚合物中的疏水片段转为亲水态,使囊泡发生崩解,释放TPZ及GOx。其中GOx可氧化肿瘤部位的葡萄糖,产生饥饿效应,同时消耗大量氧气,加剧肿瘤的乏氧状态,激活乏氧前药TPZ变为毒性自由基,杀伤癌细胞。GOx在氧化葡萄糖的过程中产生大量过氧化氢,进一步刺激囊泡释放更多药物,从而产生“自加速”的药物释放效果。该囊泡在植有4T1移植瘤的活体小鼠体内表现出良好的抑瘤效果,肿瘤生长抑制率高达87.2%。经验证,化疗和饥饿治疗产生了协同治疗的效果。

专家表示,该研究突破了以往金纳米囊泡仅限于光控治疗的局限,巧妙利用肿瘤微环境的特性,设计了内源性刺激响应的载药金纳米囊泡,拓宽了金纳米囊泡的应用场景,为有机—无机纳米杂化囊泡的设计和应用提供了新的思路。

该研究成果得到了国家自然科学基金和上海市市级科技重大专项等项目资金的支持。

相关论文信息:http://doi.org/10.7150/thno.45392

 
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