2020年張強教授課題組連續(xù)在抗腫瘤靶向遞送研究領域取得重要成果,目前已在Advanced Functional Materials(IF=16.836)、Journal of Extracellular Vesicles(IF=14.976)、Biomaterials(IF=10.317)等國際權威學術雜志上發(fā)表了一系列研究文章。簡要回顧如下:
1. 微波合成的納米共價有機聚合物用于增強光動力治療
2020年9月9日,國際著名學術期刊《先進功能材料》(Advanced Functional Materials)在線發(fā)表了我院藥劑學系張強課題組在抗腫瘤藥物靶向遞送領域的最新研究成果“Strengthened Tumor Photodynamic Therapy Based on a Visible Nanoscale Covalent Organic Polymer Engineered by Microwave Assisted Synthesis”。
近年來,共價有機骨架(COFs)和共價有機聚合物(COPs)由于其較大的表面積、可調(diào)的孔徑、良好的穩(wěn)定性和生物可降解性,從而備受關注。本研究采用微波合成法將納米級COPs的制備時間縮短至20分鐘,并構建了包載硫氧還蛋白(Trx-1)抑制劑的藥物遞送系統(tǒng)(nCOP-PX-12)協(xié)同四氨苯基卟啉(TAPP)實現(xiàn)乏氧腫瘤的光動力治療(PDT)。該“可見”納米粒被腫瘤細胞攝取并最終進入溶酶體后,C=N連接鍵會在酸性pH下斷裂,釋放出游離的TAPP和PX-12。TAPP可以靶向至線粒體,在激光照射下生成活性氧(ROS);同時,PX-12抑制Trx-1使ROS的相對含量增加,誘導腫瘤細胞發(fā)生更強烈的免疫原性死亡并刺激抗原提呈細胞的成熟。此外,PX-12能夠進一步阻斷Trx-1的下游信號通路如HIF-1α和VEGF等,從而影響腫瘤的增殖和轉移。在激光照射下,nCOP-PX-12在4T1小鼠模型中展示出顯著的抗腫瘤效應,可以有效抑制原位腫瘤、遠端腫瘤和肺部轉移。該研究為納米級COPs開發(fā)了快速高效的制備方法,展示了其在藥物遞送應用中的廣闊前景,并提出了聯(lián)合Trx-1抑制的策略來攻克缺氧腫瘤對傳統(tǒng)PDT的抵抗性。
這項工作得到了國家重點研發(fā)計劃和國家科學基金的支持。藥學院2017級直博生陸遙為論文第一作者,張強教授和代文兵副教授為共同通訊作者。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202004834
2. 基于細胞外囊泡的抗癌納米藥物的“吃我/別吃我”組合策略
2020年8月19日,國際著名學術期刊《外泌體雜志》(Journal of Extracellular Vesicles)在線發(fā)表了我院藥劑學系張強課題組在抗腫瘤藥物靶向遞送領域的最新研究成果“A combined “eat me/don’t eat me” strategy based on extracellular vesicles for anticancer nanomedicine”。
納米藥物面臨的一個長期和巨大的挑戰(zhàn)是由單核吞噬細胞系統(tǒng)(MPS)介導的對其大量攝取和快速清除,這極大地阻礙了納米藥物的發(fā)展。該研究構建了“eat me / don’t eat me” 聯(lián)合策略,以實現(xiàn)MPS逃逸和高效藥物遞送。方法上,使用源自DC2.4細胞的陽離子化甘露聚糖修飾的胞外囊泡飽和MPS (eat me)。然后,納米載體與來自人血清的富含CD47的外泌體融合,以逃避MPS的吞噬作用(don 't eat me)。納米載體還裝載抗腫瘤藥物,并與之前使用的歸巢肽(c(RGDm7))結合,以促進腫瘤組織聚集和癌細胞攝取(eat me)。這一概念在體外得到證實,巨噬細胞的內(nèi)吞作用減少,腫瘤細胞攝取增強,而在體內(nèi)循環(huán)時間延長,腫瘤累積增加。特別是,與傳統(tǒng)的納米載體相比,該策略增加了在腫瘤組織的分布。這項研究不僅揭示了克服吞噬逃逸的挑戰(zhàn),而且為顯著改善治療效果提供了一種策略,有助于實現(xiàn)通過靶向納米藥物進行主動藥物遞送。
北京大學藥學院天然藥物及仿生藥物國家重點實驗室的王靜博士為本文的表面等離振子共振實驗提供了幫助。藥學院博士后扎琪亞為論文第一作者,張強教授和代文兵副教授為共同通訊作者。
原文鏈接:https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/20013078.2020.1806444
3. 負載siRNA納米盤上的各向異性配體通過調(diào)節(jié)納米-生物互作產(chǎn)生獨特抑癌作用
2020年4月3日,國際著名學術期刊《生物材料》(Biomaterials)在線發(fā)表了我院藥劑學系張強課題組在抗腫瘤藥物靶向遞送領域的最新研究成果“Anisotropic active ligandations in siRNA-Loaded hybrid nanodiscs lead to distinct carcinostatic outcomes by regulating nano-bio interactions”。
主動靶向是提高納米藥物的遞送效率和治療功效的最重要策略之一。目前仍不了解各向異性配體修飾如何影響納米-生物相互作用以及納米藥物的治療效果。為了揭示各向異性配體修飾對納米藥物傳遞作用機制的影響,本研究制備了一系列陽離子納米盤(NDs),并對其邊緣(E)或平面(P)進行cRGD修飾,獲得了各向異性靶向納米盤(分別記為E-cRGD-NDs和P-cRGD-NDs)并闡明了兩種各向異性靶向NDs之間的區(qū)別、相似性和作用機制。研究發(fā)現(xiàn)E-cRGD-NDs在siRNA負載、細胞攝取、沉默效率、蛋白表達甚至體內(nèi)效應等方面顯示出明顯的優(yōu)勢,這些差異和相似性與配體修飾的各向異性密切相關。同時,cRGD有效地分離了靶向區(qū)域和siRNA負載域,從而最大限度地發(fā)揮了各自的功能。此外,由于表面包裹了硅氧硅網(wǎng)格結構,新型靶向雜化陽離子納米盤非常穩(wěn)定,在體內(nèi)外藥物遞送和治療中顯示了明顯的優(yōu)勢。這些發(fā)現(xiàn)反映了配體各向異性的獨特作用,也為廣泛篩選靶向納米藥物提供了新的策略。
這項工作得到了國家基礎研究計劃、國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學基金的支持。藥學院2016級博士生陳晴為論文第一作者,北京大學藥學院何冰、張強以及沈陽藥科大學陳大為共同通訊作者。
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120008
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