通过纳米胶囊协同治疗 肿瘤生长抑制率可达87.2%

2020-09-10 11:31 来源:科技日报

9月4日,记者从华东理工大学获悉,该大学药学院教授朱卫平研制出一种自加速过氧化氢刺激响应性金纳米囊泡,实现了对小鼠肿瘤化疗和饥饿治疗的协同治疗。相关结果发表在国际著名的生物医学杂志《治疗诊断学》(治疗诊断学)上。

有机-无机杂化纳米胶囊结合了有机材料的高生物相容性和无机材料独特的光、电、磁特性,具有良好的载药能力。近年来,它们在癌症诊断、治疗和成像领域受到越来越多的关注。其中,近红外吸收可调的金纳米囊泡通过基于光的成像或治疗方式对肿瘤取得了良好的诊断和治疗效果。然而,由于近红外光的穿透深度仍然有限,以往报道的金纳米胶囊治疗深部组织肿瘤仍面临巨大挑战。

过氧化氢是细胞中许多代谢途径的副产物,主要在线粒体中产生。癌细胞中的线粒体功能失调,在癌细胞快速增殖的过程中会不断产生大量的过氧化氢。针对这一特点,朱卫平与复旦大学聂志红教授合作,设计并制备了过氧化氢刺激的金纳米囊泡TG-GV,用缺氧前药蒂拉扎敏(TPZ)和葡萄糖氧化酶(GOx)包覆,实现肿瘤部位特异性药物释放。

在肿瘤部位高浓度过氧化氢的氧化作用下,囊泡TG-GV表面两亲性聚合物中的疏水段变成亲水状态,导致囊泡崩解并释放TPZ和GOx。GOx可以氧化肿瘤部位的葡萄糖产生饥饿效应,同时消耗大量氧气,加剧肿瘤的缺氧状态,激活缺氧前药TPZ成为毒性自由基,杀死癌细胞。GOx在氧化葡萄糖的过程中产生大量的过氧化氢,进一步刺激囊泡释放更多的药物,产生自加速释药效应。该囊泡在体内植入4T1移植瘤的小鼠体内表现出良好的抑瘤效果,抑瘤率高达87.2%。已经证明化疗和饥饿治疗有协同治疗作用。

本研究突破了过去金纳米囊泡仅限于光控治疗的局限,巧妙地利用肿瘤微环境的特性设计了具有内源性刺激反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思路。