黃飛鶴課題組：《自然?通訊》報道！這群浙大人為抗癌藥物建造“潛艇”直達(dá)癌細(xì)胞！
???? ? 抗癌藥物到達(dá)腫瘤內(nèi)部釋放，需要經(jīng)過血液循環(huán)、腫瘤組織內(nèi)積蓄和擴(kuò)散、進(jìn)而被腫瘤細(xì)胞內(nèi)吞等過程。這一過程中山一重水一重，而且路上充滿風(fēng)險――有的水溶性差使得藥效無法發(fā)揮，有的像沒頭蒼蠅找錯了腫瘤所在的位置不能精準(zhǔn)釋放，有的則“出師未捷身先死”早早被體內(nèi)的免疫系統(tǒng)察覺當(dāng)作敵人直接被消滅掉了。
為了讓抗癌藥物在體內(nèi)更好的循環(huán)、有更好的療效或者降低抗癌藥物對正常組織的殺傷性，利用納米材料包載抗癌藥物構(gòu)筑納米藥物，是當(dāng)今的研究熱點(diǎn)。
近日，我系黃飛鶴教授、高分子系毛崢偉教授和美國國立衛(wèi)生研究院喻國燦博士團(tuán)隊，研制出一種構(gòu)筑超分子多肽的新方法，其可控的多肽自組裝擁有多種形貌并可用于癌癥的光動力治療中。這種新型藥物遞送體系，將光動力治療的光敏劑-卟啉裝入新型結(jié)構(gòu)“潛艇”，進(jìn)而給藥直達(dá)腫瘤細(xì)胞。
這項(xiàng)研究近日被國際知名雜志《自然?通訊》（Nature Communications）報道，第一作者為我系博士生朱黃天之，共同通訊作者為化學(xué)系黃飛鶴教授、高分子系毛崢偉教授和美國國立衛(wèi)生研究院喻國燦博士。
內(nèi)源性物質(zhì)制造運(yùn)藥“貨船”
做癌癥化療藥物的“偽裝”，其實(shí)過去科研人員用傳統(tǒng)的高分子材料，早就給光敏劑卟啉做過并用于光動力治療，但這類納米藥物很多被體內(nèi)循環(huán)或免疫系統(tǒng)阻礙，治療效果不佳或有免疫毒性。
于是，科研人員就想到能否用生物內(nèi)源性的物質(zhì)來構(gòu)筑藥物載體？研究人員很快鎖定了利用多肽制造“貨船”用于偽裝。多肽是基于內(nèi)源性氨基酸的生物材料（氨基酸也是構(gòu)成蛋白質(zhì)的分子），具有生物相容性好、細(xì)胞吞噬效率高、免疫毒性低等優(yōu)點(diǎn)，是生物化學(xué)領(lǐng)域中納米功能材料的最佳選擇之一。
確定使用多肽后，研究人員就要開始設(shè)計這個“偽裝者”了。多肽的親水端是腫瘤細(xì)胞靶向序列，作為“導(dǎo)航儀”用于確定行進(jìn)方向到達(dá)腫瘤組織。多肽疏水的部分用于構(gòu)筑兩親組裝體和載藥。兩者以可交聯(lián)的序列連接，用于在后續(xù)的形貌轉(zhuǎn)變中起到定型的作用。
為了更好地控制藥物的包載和納米材料的形貌，科研人員創(chuàng)新地將柱[5]芳烴引入用于調(diào)控組裝過程及組裝形貌。作為正五邊形的環(huán)狀化合物的柱[5]芳烴，中間的空腔可以容納客體分子，能賦予載藥“貨船”溫度響應(yīng)性，從而更方便的對納米材料進(jìn)行調(diào)控。
“多肽與柱芳烴組成納米粒是一種全新的材料構(gòu)筑方式?！秉S飛鶴介紹，要給柱[5]芳烴修飾上甘醇鏈，才能讓柱[5]芳烴有更好的生物相容性。
圖1文中所用多肽的序列和柱[5]芳烴衍生物的結(jié)構(gòu)式
加熱自組裝變身成為“潛艇”
自組裝是小分子通過非共價作用力自發(fā)組裝成為大的組裝體的過程。打個比方說建房子，小分子就是一個個磚塊，組裝體就是磚塊壘成的房子，非共價作用力就是粘磚塊的水泥。
多肽用于生物材料已經(jīng)有許多報道，但是多肽組裝體的形貌調(diào)控依舊是一大難點(diǎn)。在不共價修飾多肽的情況下，其組裝形貌大多為納米線，且形貌無法隨外界刺激而轉(zhuǎn)變。納米線不利于被細(xì)胞攝取吞噬，藥物沒法進(jìn)入細(xì)胞依舊沒有治療效果。
于是科研人員利用被甘醇鏈修飾的柱[5]芳烴，通過非共價作用力構(gòu)筑超分子多肽。得到的超分子多肽在加熱后會因?yàn)橹鵞5]芳烴從親水變成疏水，“變身”成為球形的納米粒子結(jié)構(gòu)。
在加熱的過程中，親水的導(dǎo)航儀傾向于排布在納米粒子的外表面，依舊能起到導(dǎo)航作用。與此同時，作為疏水化合物的卟啉在此時混入載藥體系，被疏水的納米粒子內(nèi)核所包載，這時候新結(jié)構(gòu)的抗癌納米藥物就制成了。毛崢偉表示，組裝形貌調(diào)控就是一個重要的創(chuàng)新，多肽的組裝形貌從納米線變成納米粒子，可以做更多的生物實(shí)驗(yàn)。
然而，用于生物實(shí)驗(yàn)的納米材料必須在37攝氏度左右使用，因此需要降溫。但是降溫后納米粒又會因?yàn)橹鵞5]芳烴變得親水而散掉回復(fù)原位，怎么辦？還記得剛開始設(shè)計的交聯(lián)序列么，這些半胱氨酸殘基在氧氣中加熱時會被氧化為胱氨酸，把多肽鏈牢牢鏈接在一起。因此即便溫度降回原位，仍是球狀的“潛艇”。朱黃天之說到，這一設(shè)計使得我們的材料即使在高溫組裝，降低溫度后組裝形貌也較為穩(wěn)定，可用于后續(xù)的生物實(shí)驗(yàn)。
圖2超分子多肽的自組裝調(diào)控過程和納米藥物的制備
通過光照扣動扳機(jī)
中外科研人員聯(lián)合研制的新型納米藥物具有可控的組裝形貌，良好的生物相容性等優(yōu)勢，“新瓶”制好如何裝入作為殺死腫瘤細(xì)胞手槍的卟啉這個“舊酒”呢？科研人員給出的答案很清楚――在多肽與柱[5]芳烴加熱自組裝過程中被包載進(jìn)入球形“潛艇”，偽裝穿越人體屏障，同時通過導(dǎo)航找到腫瘤細(xì)胞，進(jìn)入到腫瘤細(xì)胞內(nèi)部。
在光照條件下，卟啉像是被扣動了扳機(jī)，發(fā)射出氧自由基對細(xì)胞造成破壞，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。通過動物實(shí)驗(yàn)，科研人員將該納米藥物用于生物相容性好，免疫毒性低的光動力治療。
圖3包載卟啉的納米藥物用于光動力治療的過程
體內(nèi)和體外的研究表明，超分子的修飾策略及多肽的靶向性大大提高了光動力治療效率?？蒲腥藛T表示，這種超分子多肽在多肽的修飾及腫瘤的精準(zhǔn)治療等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
?
內(nèi)容來源：求是新聞網(wǎng)
版權(quán)與免責(zé)聲明：本網(wǎng)頁的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其真實(shí)性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán)，請聯(lián)系我們及時修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com