Pt(II) 配合物在腫瘤臨床治療中被廣泛應(yīng)用,但同時(shí)也存在毒副作用大、腫瘤蓄積差、易耐藥等缺點(diǎn)。Pt(IV) 前藥需在腫瘤微環(huán)境中被還原成具有治療活性的Pt(II),才能發(fā)揮療效。目前Pt(IV)的還原激活方法可分為兩種:1)化學(xué)還原法:化學(xué)還原時(shí)空可控性差,還原速率和效率難以人為調(diào)控;2)光還原法:迄今為止,用于光還原的激發(fā)光的最大波長僅為808 nm,穿透深度不足1 cm,只能應(yīng)用于淺表層腫瘤和小尺寸腫瘤。為了實(shí)現(xiàn)對深層腫瘤以及大腫瘤的精準(zhǔn)治療,在高效遞送Pt(IV)進(jìn)入腫瘤部位的基礎(chǔ)上,人們還亟需發(fā)展具有時(shí)空可控與深層穿透能力的Pt(IV)激活新方法。
在國家自然科學(xué)基金委、科技部等項(xiàng)目的支持下,化學(xué)所高分子物理與化學(xué)實(shí)驗(yàn)室肖海華課題組近年來緊緊圍繞生物醫(yī)用材料和生物安全材料的研究主題,開展了“靶向腫瘤進(jìn)化的創(chuàng)新納米藥物”和“納米藥物的多組學(xué)研究”的創(chuàng)新探索,在鉑類藥物載體設(shè)計(jì)(Nat. Biomed. Eng. 2021, 5, 1048)、精準(zhǔn)遞送(Adv. Mater. 2023, 35, 2210267)、示蹤成像(Adv. Mater. 2022, 34, 2203820)、可控還原(Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202201486)、協(xié)同增敏(Adv. Mater. 2023, 2212267; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202203546)、抑制耐藥(Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202300662; Adv. Mater. 2022, 34, 2105976; Adv. Mater. 2021, 33, 2100599)等方面取得了系列研究進(jìn)展。
最近,肖海華課題組和合作者開發(fā)了一種聲敏劑血紅蛋白(HGB)負(fù)載脂肪鏈Pt(IV) 前藥Pt1形成的納米顆粒NPs。該納米顆粒在靜脈注射后可靶向富集到腫瘤部位,且可在超聲作用下導(dǎo)致Pt(IV)還原釋放出較高活性的Pt(II),從而殺傷腫瘤細(xì)胞,最大程度地根除腫瘤。該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過密度泛函理論計(jì)算探究了聲敏劑在超聲下還原Pt(IV) 的可能機(jī)制:聲敏劑在超聲作用下激發(fā)到單重態(tài)并經(jīng)過系間竄越轉(zhuǎn)變?yōu)槿貞B(tài),隨后在生物還原劑的作用下 轉(zhuǎn)變成自由基陰離子,并進(jìn)一步將電子轉(zhuǎn)移給所負(fù)載的Pt(IV),導(dǎo)致Pt(IV)被還原為Pt(II)。相關(guān)研究成果近期發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed., 2023, e202301074,論文第一作者為博士生梁剛豪,通訊作者為德國波鴻魯爾大學(xué)Johannes Karges教授和化學(xué)所肖海華研究員。
NPs靶向腫瘤部位后在深層穿透超聲作用下觸發(fā)Pt(IV)還原治療腫瘤的原理圖
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