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CCS Chemistry | 超分子联合化疗：“自主”释放药物与克服肿瘤耐药性

时间：2024-01-23 00:51:06

以下文章来源于CCSChemistry ，作者CCS Chemistry

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国家纳米科学中心易宇副研究员、王浩研究员与清华大学王华博士、张希教授等合作，提出了肿瘤微酸性环境激活“自主”释放药物的超分子联合化疗新策略。研究表明，该策略可以实现联合药物的稳定装载与精准可控自主释放，提供了一种克服肿瘤细胞耐药性的新方法。

耐药性是肿瘤化疗过程中的主要障碍之一。近年来，利用纳米技术联合递送化疗药物与生物大分子药物（如多肽、抗体、核酸等），为克服肿瘤耐药性提供了新途径。然而，如何同时有效装载小分子化疗药物与生物大分子药物，并实现精准可控释放，仍然是联合用药面临的挑战。

图1 超分子联合化疗策略示意图

最近，国家纳米科学中心易宇副研究员、王浩研究员与清华大学王华博士、张希教授等合作，提出了一种由肿瘤微酸性环境激活的“自主”释放药物的超分子联合化疗策略，以克服肿瘤细胞的耐药性。如图1所示，该策略利用葫芦[7]脲与奥沙利铂以及多肽N端苯丙氨酸的较强主客体相互作用，将具有协同效应的化疗药奥沙利铂与具有破坏线粒体膜功能的多肽同时装载到葫芦[7]脲聚合物中，并自组装为表面带正电荷的纳米颗粒。再将修饰有微酸性响应主客体竞争基元的PEG-嵌段聚合物通过静电作用包覆在纳米颗粒外壳，形成超分子纳米联合药物。研究表明，在肿瘤微酸性环境下，聚合物外壳中的竞争基元脱去保护基团被激活，与葫芦[7]脲的结合能力显著增强（图2a），从而竞争性地取代并释放葫芦[7]脲聚合物中装载的联合药物，药物释放率可达93%（图2b）。细胞实验表明，超分子纳米联合药物通过破坏肿瘤细胞线粒体，降低了细胞内ATP水平（图2c），有效抑制能量依赖的药物外排过程。因此，通过多肽药物的协同效应，超分子纳米联合药物恢复并增强了化疗药物的抗肿瘤活性，半抑制浓度由76.5 μM降低至31.2 μM，有效克服了肿瘤细胞的耐药性（图2d）。此外，由于葫芦[7]脲对于化疗药物的稳定装载以及PEG-嵌段聚合物的保护效果，超分子纳米联合药物对正常细胞的毒性显著降低（图2e），表现出低毒高效的治疗效果。

图2 （a）基于主客体竞争的“自主”释放药物示意图；（b）超分子纳米联合药物在不同pH下的药物释放速率曲线（SCC-NPs：具有微酸响应“自主”释放药物能力的纳米联合药物；Ctr-NPs：无微酸响应释放药物能力的纳米联合药物）；（c）超分子纳米联合药物对耐药性HCT116结肠癌细胞ATP水平的影响；超分子纳米联合药物对耐药性HCT116结肠癌细胞（d）和NCM460小肠正常表皮细胞（e）的细胞毒性。

总之，超分子联合化疗为化疗药物与生物活性大分子药物的高效联合应用以及精准可控释放提供了新的方法，为克服肿瘤耐药性开辟了广阔的前景。这一策略有望拓展至其他联合药物，例如小分子药物、佐剂、多肽、蛋白质、核酸等，以实现联合药物的精准递送和可控释放，达到降低毒性、提高疗效的目的。此项研究得到了科技部“纳米科技”重点专项以及国家自然科学基金的资助。

文章详情：

Self-Motivated Supramolecular Combination Chemotherapy for Overcoming Drug Resistance Based on Acid-Activated Competition of Host–Guest Interactions

Hua Wang, Han Wu, Yu Yi*, Ke-Fei Xue, Jiang-Fei Xu, Hao Wang*, Yuliang Zhao and Xi Zhang*

Cite this: CCS Chem. , 3, 1413–1425

文章链接：/10.31635/ccschem.021.00964

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