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发布时间:2019-11-04

  20191024Nature Communication杂志在线发表了国家纳米科学中心王浩、赵宇亮课题组构建的新型肿瘤特异性级联激活自滞留系统,用于肿瘤诊断和治疗的活体自组装药物的新进展。该论文的题目是“A tumour-selective cascade activatable self-detained system for drug delivery and cancer imaging”。该工作基于活体自组装的理念,首次提出一种全新的肿瘤靶向机制,为纳米药物的设计和潜在临床转化带来了新思路。 

  传统的分子药物由于在体内会快速被代谢清除导致其药效不佳,而纳米药物可以改善药物的溶解性,肿瘤被动靶向性和血液循环时间引起了广泛关注。团队前期一直致力于发展体内原位自组装纳米材料,对纳米造影剂和药物在活体内自组装的过程和机制进行了系统研究,并探索了其在肿瘤成像和治疗方面的应用。提出了材料的“聚集/组装滞留效应(aggregation/assembly induced retention, AIR),该效应能够提高造影剂或药物在病灶的滞留时间,增强了疾病的诊断和治疗效果(Adv. Mater. 2015, 27, 6125Adv. Mater. 2016, 2, 254Nano Letters, 2018, 18, 6229Adv. Mater. 2019, 31, 1807175, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2019, 131, 15431)。 

  在前期工作的基础上,我们构建了新型肿瘤选择性级联激活自滞留系统(tumour-selective cascade activatable self-detained system, TCASS)用于肿瘤的成像和药物递送。在该系统中,小分子多肽经特异性识别肿瘤中过表达的X连锁凋亡抑制蛋白(X-linked inhibitor of apoptosis protein, XIAP),该识别引发肿瘤细胞的caspase-3激活从而引发分子剪切,自组装形成的纳米纤维结构增强在肿瘤组织中的富集和滞留。同时,TCASS的代谢行为类似于小分子,可以从肝脏和肾脏迅速排泄,降低了系统毒性。该工作以优化积累、渗透和器官竞争,揭示了其在肿瘤部位有效蓄积和滞留机制,分析了该系统的药代动力学(Nat. Commun. 2019, 10, 4861)。TCASS作为一种药物递送系统,既可以增强传统化疗药物的治疗效果,又可以降低其毒副作用。通过偶联造影剂,显著提高了造影剂的特异性和敏感性,并在人离体膀胱癌模型中表现出良好的成像效果。这项研究提供了一种全新肿瘤靶向机制,加速了纳米药物的应用步伐,为纳米药物的基础研究和临床转化开辟了新思路。 

  国家纳米科学中心毕业生安红维博士是该研究论文的第一作者,国家纳米科学中心的赵宇亮院士、王浩研究员和哈尔滨医科大学附属第四医院的徐万海教授是本文的通讯作者。该系列研究得到了国家自然科学基金委和中科院国际合作、交叉团队等项目的支持。 

  论文链接:https: //www.nature.com/articles/s41467-019-12848-5