图1. 定制化设计核壳SP@GFP纳米马达用于乳腺癌的癌症协同治疗。(A) SP@GFP纳米马达结构构筑示意图。(B)利用SP@GFP纳米马达光热控制自推进、光热放大催化及前药治疗用于重塑氧化应激和促进铁死亡。
基于此,杭州师范大学刘俊秋教授团队开发了一种NIR-II控制的核壳纳米马达(SP@GFP),通过自驱动粒子主动运动和氧化应激/光热协调增强抗肿瘤治疗(图1)。该SP@GFP纳米马达能够通过NIR-II激光驱动的自热泳效应增强粒子自主运动能力。细胞实验研究表明,SP@GFP纳米马达能够增强药物在肿瘤细胞的富集能力和肿瘤穿透深度。此外,纳米马达协同光热效应和持续H2O2供应促进顺铂药物的释放和Fenton介导的ROS的产生,同时,氧化应激引起的线粒体功能障碍和GSH的同步消耗导致HSP90和GPX4的表达下调,进一步反馈癌症细胞中光热和化疗效应以及铁死亡途径。小鼠体内实验结果表明,SP@GFP纳米马达能够显著抑制小鼠体内肿瘤生长速率和延长小鼠存活率(图2)。这一研究为肿瘤精准治疗提供了一种新颖且有效的策略,展示了多功能纳米马达平台在肿瘤治疗中的巨大潜力。
图2. SP@GFP纳米马达用于体内协同抗肿瘤治疗。
刘俊秋,教授,博士生导师,国家基金委杰出青年基金获得者,教育部长江学者特聘教授。主要从事仿生化学、生物超分子组装及智能纳米载药系统等方面的研究工作。先后主持或参与了国家863、973项目、基金委重点项目、科技部重点研发课题等一系列重大重点项目,在Chem. Rev., Chem. Soc. Rev., Acc. Chem. Res., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.等国际知名期刊已发表SCI研究论文300余篇,主编英文专著1部,参编10余部。兼任Journal of Biomaterials and Nanobitechnology, General Chemistry, Polymer Sciences, 高等学校化学学报等杂志编委。担任中国生物物理学会纳米酶分会副会长、中国化学会高级会员、中国化学会化学生物学专业委员会委员、中国生物材料学会生物医用高分子材料分会委员等职务。
该项工作得到了国家自然科学基金(No. 22371062, 22275046, 22075065),科技部重点研发计划(2020YFA0908500),浙江省自然科学基金 (No. LY23E030001),杭州市领军型创新团队项目(TD2022001)及杭州师范大学交叉学科研究项目(2024JCXK01)等经费的联合支持。