【APSB论文】中药基双锁策略设计时空可控激活的四价铂纳米前药增强肿瘤疗法
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科学
2024-09-12 15:52
北京
肿瘤内选择性将低毒性四价铂(Pt（IV）)前药还原为毒性二价铂(Pt（II）)已成为肿瘤治疗中的一种有前途的策略。尽管使用外源性光或超声可控激活轴向引入光敏剂或声敏剂的多功能Pt（IV） 前药具备高时空可控激活光动力疗法(PDT)或声动力疗法（SDT）协同化疗的优势，但仍存在潜在隐患：1）由于肿瘤靶向的缺乏和低光刺激，正常组织中光敏剂或声敏剂的非特异性积累和活化仍然会引起光毒性或化学毒性；2）在复杂的肿瘤微环境中，还原剂如谷胱甘肽（GSH）会引起光敏剂或声敏剂或Pt（II）的失活，从而削弱了PDT或SDT联合化疗的效果。因此，开发肿瘤选择性靶向与激活的Pt（IV）前药依然是亟待解决的问题。南京中医药大学齐若谷，青岛大学陈为超与南京大学王国强合作在《药学学报》英文刊（Acta Pharmaceutica Sinica B）2024年第7期上，首次提出并设计了基于中药没食子酸（GA）配位的顺序双锁四价铂前药，该体系可利用肿瘤微环境与外源性红光以顺序性条件解锁双锁纳米前药用于增强药物的肿瘤治疗效果。![]()
研究者首先在可降解聚合物上引入轴向含光敏剂Ce6的奥沙利铂 Pt（IV）前药（Ce6-Pt（IV））组装形成光激活的纳米前药；随后以中药没食子中有效成分GA与金属铁（Fe3+）形成第二配位中心。并以阴离子的修饰硫酸软骨素（mPEG-CS）包被到NP-G-Fe上以增强肿瘤靶向性和生物相容性，从而形成双锁纳米前药（NPS-G-Fe）。NPS-G-Fe 中Fe3+配位 Ce6 分子锁闭其荧光与光活性，且GA牢固配位Ce6形成多功能混合配位的中药金属锁（第一锁），为后续治疗提供了有序的解锁条件。Ce6-Pt（IV）中Ce6则充当第二锁（光锁）以防止 Pt（IV）释放。双锁策略旨在防止Ce6的光毒性和Ce6-Pt（IV））的过早还原，从而降低潜在的治疗风险。纳米前药在肿瘤部位蓄积后，配位的GA和Fe3+通过肿瘤微环境和细胞内溶酶体的酸性条件从Ce6-Pt（IV）中解离（首次解锁）并恢复Ce6的光活性，随后红光照射并激活肿瘤部分蓄积的Ce6-Pt（IV），通过产生活性氧化物质（ROS）和光电子转移将Pt（IV）还原为Pt（II）启动光动力疗法和化疗（第二次解锁），并引起肿瘤相关巨噬细胞极化。值得一提的是，肿瘤微环境释放GA与Fe3+后，GA 加速了 Fe3+ 还原为 Fe2+ 和细胞内 GSH 的消耗，激活癌细胞中的铁死亡，其进一步提升PDT与化疗效果。这一双锁纳米前药策略的设计通过利用天然中药分子的闭锁作用实现了光动力疗法和化学疗法的时空可控性，为癌症治疗提供了更为全面和有前途的解决方案。![]()
齐若谷，江苏省特聘教授，博导，南京中医药大学医学院教授。主要从事基于新型纳米仿生材料的精准医疗、个性化治疗和免疫治疗体系的开发工作，主持国家自然科学基金﹑江苏省特聘教授自然科学类资助人才项目等。![]()
陈为超， 2006年毕业于四川大学，获得工学学士学位，2012年毕业于中国科学院长春应用化学研究所，2012年起先后任职于中国科学院青岛生物能源与过程研究所和青岛大学纺织服装学院轻化工程系，研究方向为生物基及生物可降解纤维及生物医用纺织品。主持参加国家自然科学基金、山东省自然科学基金等省部级和企业委托项目10余项，以第一作者和通讯作者发表SCI收录论文50余篇，其中一区30余篇。![]()
王国强，南京大学副教授。2016年在南京大学化学化工学院获博士学位。2016-2020年在南京大学物理学院从事博士后研究。2019-2020年赴德国柏林工业大学从事博士后研究。2021年起任南京大学副教授。主要从事理论计算与数据驱动的化学反应设计、自动化与智能化计算与实验平台的发展、硼化学等方面的研究。主持国家自然科学基金委项目2项，以 (共同)通讯作者、（共同）第一作者在JACS, Angew. Chem., Nat. Commum., Research, Chem. Sci., ACS Catal.等国际有重要影响力的学术期刊发表研究论文30余篇。Acta Pharm Sin B, 2024；14(7)：3251-3265
