华南理工大学纳米医学和生物材料团队在Biomaterials 杂志上发表最新研究成果

来源:华南理工大学广州国际校区    发布时间:2022-04-13

    2022年4月1日,国际学术期刊Biomaterials在线发表了华南理工大学纳米医学和生物材料团队在以 “Bioorthogonal chemistry and illumination controlled programmed size-changeable nanomedicine for synergistic photodynamic and hypoxia-activated therapy” 为题的论文。华南理工大学为论文的第一署名单位,袁友永教授为论文的通讯作者,姜茂麟和刘晔为论文的共同第一作者。

    癌症是威胁人类生命健康的重大疾病之一,因此发展新型的癌症治疗策略,实现安全、高效的肿瘤治疗已成为当前众多学科研究的热点问题之一。光动力疗法(PDT)是一种基于光化学反应的治疗技术,已被应用于肿瘤等相关疾病的临床治疗。实体瘤中由于肿瘤细胞的快速增殖、血管发育不完全、分布不均一而导致其内部氧气等供应不足,从而形成乏氧区域,因此实体瘤深部的乏氧微环境严重抑制了PDT基于分子氧光化学反应的治疗效果。近年来,研究人员开发了一类乏氧激活的前药(HAP),其在乏氧的条件下能转化为有杀伤活性的化疗药物,实现对肿瘤乏氧细胞的选择性杀伤。然而,由于肿瘤内乏氧的程度不同,这类生物乏氧激活前药在临床试验中无法达到最佳的治疗效果。

    在光动力疗法中,随着氧气的消耗,肿瘤乏氧的程度加重,进一步刺激肿瘤细胞生成大量的还原性酶,有利于乏氧激活前药的激活。光动力治疗和乏氧激活治疗的联用策略中,最理想的状态是光敏剂(PS)主要分布在肿瘤血管周围氧气含量较高的区域,从而有效产生活性氧(ROS)并进一步加重肿瘤整体的缺氧,而HAP应当更多的被递送到肿瘤深部区域,从而有效乏氧激活,发挥两种治疗方案的最佳效果。因此,为了实现两种治疗方案最佳的联用,需要一种能够将PS和HAP分别递送到所需区域的药物递送系统。该研究开发了一种基于生物正交点击化学和光照控制的尺寸大小可变的智能纳米药物递送策略,用于协同光动力治疗和乏氧激活治疗。首先,利用肿瘤酸度响应触发生物正交点击反应,构建了肿瘤血管邻近区域形成 “药物库”,用于常氧区域的光动力治疗。其次,“药物库”在激光照射下, 通过ROS响应解交联,释放修饰了HAP的小尺寸的聚(酰胺)(PAMAM)树枝状大分子,从而增强HAP渗透到肿瘤缺氧区域。综上所述,该研究通过将PS和HAP分别递送到发挥最佳效果的病灶部位,从而实现光动力和乏氧激活治疗的协同增强,为两种治疗方案联用提供了崭新的思路。

附文章链接:https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2022.121480

(图/文 姜茂麟)

信息来源:生物医学科学与工程学院(2022年4月9日)