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南京大學(xué)劉震教授課題組Angew:在分子印跡智能前藥遞送方面取得進(jìn)展
2020-10-23  來源:中國聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞:分子印跡 藥物遞送

  根據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì),癌癥已經(jīng)是世界第二大致死因素。化療作為治療癌癥的主要手段,但由于缺乏腫瘤選擇性,存在較大的毒副作用等問題。前藥和藥物遞送系統(tǒng)是提升抗癌藥物的選擇性和降低毒副作用的兩個有效策略。前藥是活性藥物的非活性前體,在人體內(nèi)進(jìn)行酶代謝從而活化,改善母體藥物的藥代動力學(xué)特征。藥物遞送系統(tǒng)可以將化療藥物靶向遞送到腫瘤部位,提高治療效果和控制藥物釋放。分子印跡聚合物(MIP)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于藥物遞送,但MIP和前藥的聯(lián)合使用,此前未見文獻(xiàn)報(bào)道。


  近日,南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院劉震教授課題組報(bào)道了一種基于分子印跡技術(shù)的納米智能前藥遞送策略,論文發(fā)表于Angew. Chem. Int. Ed.(2020, DOI:10.1002/anie.202012956)。該策略以分子印跡納米顆粒為載體,具有特異性靶向腫瘤細(xì)胞,長時間腫瘤部位保留,以及腫瘤微環(huán)境觸發(fā)釋放藥物的特點(diǎn)。不同于傳統(tǒng)的前藥需要依賴肝臟的生物轉(zhuǎn)化,該分子印跡前藥遞送體系是腫瘤依賴性的,而非肝臟依賴性的,避免了肝臟部位酶的影響。該工作為發(fā)展智能前藥遞送納米載體開辟了新的路徑。


  對于MIP的合成,作者利用課題組自主研發(fā)的先進(jìn)印跡技術(shù)—硼親和定向可控表面印跡法(Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 10211-10215;Nat. Protocol., 2017, 12, 964–987),將目標(biāo)前藥5-脫氧-5-氟胞苷(DFCR)(卡培他濱的一級代謝產(chǎn)物)和癌癥靶標(biāo)唾液酸(SA)共印跡到納米粒子上,形成雙模板分子印跡聚合物(dt-MIP);當(dāng)攜帶了DFCR的dt-MIP到達(dá)腫瘤部位時,該納米載體能通過與SA結(jié)合而靶向識別癌細(xì)胞,同時長時間保留在腫瘤部位;在該條件下,DFCR緩慢從該載體中釋放出來,被癌細(xì)胞攝取,經(jīng)過兩部酶轉(zhuǎn)化(胞苷脫氨酶,胸苷磷酸化酶),生成活性分子5-氟尿嘧啶(FU),誘導(dǎo)癌細(xì)胞死亡(原理見圖1)。


圖1. 雙模板分子印跡聚合物載藥遞送原理圖


  作者通過共聚焦熒光和流式細(xì)胞術(shù),證明了dt-MIP對于癌細(xì)胞的靶向能力(圖2)。緊接著,作者證實(shí)了載藥dt-MIP可以被pH = 6.8的酸性微環(huán)境觸發(fā),可控釋放藥物(pH = 7.4時不釋放)。同時,載藥dt-MIP與HepG-2共孵育48h后,細(xì)胞抑制率為58%,證實(shí)了載藥dt-MIP的細(xì)胞毒性(圖3)。同時,作者考察了不同材料在荷瘤裸鼠體內(nèi)的分布,相比于非靶向的納米粒子,dt-MIP可以在腫瘤部位保留更長的時間(10天)(圖4)。最后,作者考察了載藥dt-MIP的抑瘤效果,相比起空白對照組(PBS)和裸藥對照組(DFCR),載藥dt-MIP具有最佳的腫瘤抑制效果(圖5)。


圖2. dt-MIP對于過表達(dá)SA的癌細(xì)胞系和不表達(dá)SA的正常細(xì)胞系特異性靶向?qū)嶒?yàn)結(jié)果


圖3. A) 不同pH 條件下的藥物釋放曲線;B) 細(xì)胞抑制率實(shí)驗(yàn)結(jié)果


圖4. 注射不同材料的荷瘤裸鼠的體內(nèi)熒光分布


圖5. 荷瘤裸鼠抑瘤實(shí)驗(yàn)結(jié)果


  該論文的通訊作者為劉震教授,博士研究生顧自寬和已畢業(yè)碩士生董月茹為共同作者,許舒欣博士和加拿大渥太華大學(xué)醫(yī)學(xué)院Lisheng Wang教授為共同作者。該工作得到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(21834003)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2018YFC0910301)和南京大學(xué)卓越計(jì)劃(ZYJH004)等的經(jīng)費(fèi)支持。


  劉震教授課題組在分子印跡技術(shù)用于抗腫瘤方面已連續(xù)取得重要進(jìn)展(Chem. Comm. 2017, 53, 6716-6719; Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 10621-10625)。最近,課題組綜述了近年來MIP在抗腫瘤方面的最新進(jìn)展(Angew. Chem. Int. Ed. 2020,DOI: 10.1002/anie.202005309)。


  全文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202012956

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