王浩課題組在“體內自組裝”多肽藥物領域取得系列新進展

发布时间:2019-04-29 | 【打印】 【關閉】

  隨著納米生物技術和納米醫藥的發展,生物活性分子體內原位構築超分子組裝體的概念越來越受人們的重視。實現對聚合物的可控組裝調控,對改進材料在體內的生物效應和安全性,具有重大意義。但是,由于生物醫用材料在體內的生物過程極其複雜,如何實現聚合物在病生理條件下的組裝調控,是醫用高分子領域極具挑戰性的科學問題。而對這些化學材料基礎問題的深入研究,對于闡明聚合物材料在體內的吸收、分布、轉運和代謝過程至關重要。國家納米科學中心王浩課題組一直致力于發展體內原位自組裝的新型生物納米材料,對其在生命體的組裝過程和機制進行了系統研究,並探索了其在腫瘤成像和治療方面的應用(Adv. Mater. 2015, 27, 6125Nat. Commun. 2017, 8, 1276Adv. Mater. 2018, 1804971Adv. Mater. 2019, 1807175)。 

  如何实现纳米药物在肿瘤部位的深层渗透及有效富集,是目前肿瘤治疗中亟待解决的关键科学问题之一。王浩研究員和乔增莹研究員发展了温度敏感型的多肽聚合物,其在血液循环中为单分子状态,由于较小的尺寸可以深层渗透到肿瘤内部;利用温敏聚合物与光热分子的结合,在近红外照射下实现了多肽聚合物在肿瘤部位的原位自组装,有效提升了纳米药物在肿瘤部位的渗透深度及富集效率(Nano Lett. 2018, 18, 6577-6584)。由于腫瘤微環境呈微酸性,進一步設計合成了弱酸條件下可發生自組裝的多肽聚合物,利用腫瘤微環境pH來調控其在體內的自組裝行爲。pH響應型的多肽聚合物能夠以單鏈的形式滲透到實體腫瘤的深層部位,並且在腫瘤微環境弱酸的刺激下發生聚集,恢複材料較高的入胞能力,從而實現對實體腫瘤內部細胞的高效殺傷(Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 4632-4637)。 

  生物体内的组装行为是一个非常复杂的过程,人们面临的一项巨大挑战是如何通过设计分子单元精准调控其体内的组装进程,从而提升药用功能。王浩研究員、乔增莹研究員和程冬炳博士利用体内重组装的调控策略,实现了纳米药物在肿瘤部位的有效富集。连接抗癌药物的纳米粒子在肿瘤部位重组装形成初级纳米纤维,其可起到“晶种”的作用,进一步促进纳米粒子的形态转变,使纳米纤维的增长速度明显加快,从而实现抗癌药物在肿瘤部位的加速积累,为提升药物在肿瘤部位的富集提供了新策略(J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 4406-4411)。在重組裝調控的基礎上,進一步發展了ROS刺激響應型的多肽聚合物,其在線粒體可以定位組裝形成納米纖維。在形態轉變的過程中,治療性肽可以通過多位點與線粒體膜發生相互作用,極大地增強了對線粒體膜的破壞作用,從而有效提升腫瘤治療效果(J. Am. Chem. Soc. 2019, DOI: 10.1021/jacs.1028b07727, 封面文章)。該系列特色工作受收到廣泛關注,並受邀撰寫綜述(Acc. Chem. Res. 2019, 52, 367-378)。 

  該系列研究得到了國家自然科學基金委和中科院國際合作、交叉團隊等項目的支持。

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