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化生学院在基于介孔材料的控制药物释放方面研究取得新进展

2014-06-16
单位(作者):化生学院生物传感中心

化疗是癌症最常用的临床治疗手段,但肿瘤细胞长期接触单一化疗药物,会产生对化疗药物的耐药性,从而导致化疗的失败。联合治疗可通过多种作用机制同时作用于肿瘤细胞,降低耐药性,显著提高肿瘤的治疗效果。然而不同的药物在肿瘤细胞中的作用位点不同,因此如何利用纳米药物运输系统将药物高效地输送到各自的作用靶点是癌症联合治疗的亟待解决的问题。介孔SiO2纳米颗粒具有较大的比表面积、稳定的结构、易于修饰等优点,它作为一种潜在的药物运输载体在可控释放领域受到极大关注。

在国家自然科学基金委、教育部、北京市和学校的大力支持下,我校生物传感技术研究中心和生物系的科研人员设计构造了一种基于介孔SiO2的多重响应选择性释放体系用于肿瘤的多药物联合治疗。该工作将两种独立的药物传输系统复合在一种纳米结构中,实现了对多药物释放的“选择性”控制。

图一 基于介孔材料的控制释放体系原理示意图

介孔材料控制释放抗癌药物联合治疗癌症原理示意图

依据肿瘤细胞外环境与肿瘤细胞内溶酶体环境的pH值不同,研究人员将生物抗肿瘤试剂奥曲肽(OCT)填装在UV控制的纳米孔道内,将化疗药物表柔比星(EPB)填装在pH控制的纳米孔道内。这种负载双重抗癌药物的纳米颗粒在正常生理环境下具有很好的稳定性。当施加紫外照射时,处于细胞外的纳米颗粒打开UV控制的纳米孔道,释放出的OCT与肿瘤细胞膜上过表达的生长抑制素受体特异性结合,诱导肿瘤细胞的凋亡。而后,纳米颗粒进一步被肿瘤细胞吞噬进入呈酸性的溶酶体内,触发了EPB在细胞内的释放。释放的EPB进入细胞核后结合DNA,发挥其杀伤肿瘤细胞的作用。这种“选择性释放”的设计,巧妙地将两种抗癌药物OCTEPB投递到各自相应的作用位点,发挥其各自的作用,实现对肿瘤的协同治疗。

该研究对于发展高效的癌症联合治疗具有重要意义。相关研究结果发表在欧洲化学(Chemistry-A European Journal, 2014, 20 (25), 7796-7802, http://dx.doi.org/10.1002/chem.201402334). 该论文被审稿人评为“高度重要性 (highly important) 文章,并受到封面邀请


(责编:邢华超

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