新加坡国立大学陈小元AS：基于光动力-化学动力级联反应的药物递送策略

创新点：新加坡国立大学陈小元和合作者通过对化学反应过程进行设计，提出一种光动力-化学动力级联策略应用于纳米药物递送系统，可在不显著降低活性氧水平的情况下实现药物的可控触发释放，提高化疗-活性氧联合治疗效果。

关键词：Advanced Science，活性氧，药物控释，级联反应，新加坡国立大学

纳米药物的开发与应用有望大幅度提高恶性肿瘤的治疗效率而受到广泛研究与关注。为使纳米药物更好地发挥作用，需要对其结构和功能进行一定的设计。近年来，采用高分子纳米载体制备复合功能纳米药物受到广泛关注。其中将光动力学疗法与活性氧（ROS）响应药物控释相结合的方式，不仅可实现药物的可控释放，还可以通过联合化学药物与ROS的作用实现更好的治疗效果。尽管近年来化疗-ROS联合治疗系统的开发已取得了一定的进展，仍有一个瓶颈问题有待解决：通过消耗ROS的方式来实现药物的释放，虽提高了化疗效果，但却以降低ROS治疗效果为代价，不能实现最优化的联合治疗。尤其是大部分肿瘤组织内氧含量不高，进一步限制了ROS产量，因此解决上述瓶颈问题具有重要的意义。

新加坡国立大学陈小元和合作者针对这一问题，通过级联化学反应设计，制备了一种“可存储”ROS的纳米载体系统用以化疗药物递送。

设计思路如下：首先合成基于不饱和脂肪酸的双亲性高分子（聚乙二醇-聚亚油酸）及聚乙二醇-光敏剂（PEG-HPPH）键合物，并通过HPPH螯合铁离子，形成PEG-HPPH-Fe，通过两种高分子的共组装制备高分子囊泡，用以包载亲水性抗肿瘤药物阿霉素盐酸盐，形成纳米药物。该纳米药物具有如下创新性特点：

(1)  经静脉注射后，纳米药物可通过被动靶向效应富集于肿瘤组织，而在肿瘤组织施加激光刺激后（过程a），嵌在囊泡疏水层的光敏剂HPPH可通过光动力反应高效产生单线态氧（过程b）；

(2)  单线态氧进而氧化高分子链上的不饱和脂肪酸分子，生成亲水性过氧化物基团（过程c），实现囊泡通透性变化及结构破坏，快速释放亲水内腔的化疗药物阿霉素盐酸盐（过程d）；

(3)  不饱和脂肪酸过氧化物在催化剂（HPPH铁螯合物）的作用下，又可通过类Fenton反应（化学动力）再次生成ROS（过程e）。

综上所述，该纳米药物在不显著降低活性氧水平的情况下实现了药物的触发释放，提高联合治疗效果。研究者相信，此项研究将为活性氧响应药物控释系统的设计提供新思路。

WILEY

论文信息：

Photodynamic‐Chemodynamic Cascade Reactions for Efficient Drug Delivery and Enhanced Combination Therapy

Sheng Wang, Guocan Yu, Weijing Yang, Zhantong Wang*, Orit Jacobson, Rui Tian, Hongzhang Deng, Lisen Lin*, Xiaoyuan Chen*

Advanced Science

DOI: 10.1002/advs.202002927

点击左下角 “ 阅读原文 ” ，查看该论文原文。

Advanced

Science

期刊简介

《先进科学》（Advanced Science）Wiley旗下创刊于2014年的优质开源期刊，发表材料科学、物理化学、生物医药、工程等各领域的创新成果与前沿进展。期刊为致力于最大程度地向公众传播科研成果，所有文章均可免费获取。最新影响因子为15.840，中科院2020年SCI期刊分区材料科学大类Q1区、工程技术大类Q1区。

WILEY

相关阅读

Wiley China

Wiley China

Wiley China

MaterialsViewsChina

Wiley旗下材料期刊官方微信平台

长按二维码 关注我们

分享材料前沿资讯｜聚焦最新科研动态

MVC论文每月排行榜｜材料大咖&新秀访谈

点击“分享”，给我们一点鼓励吧~