【参赛作品】可一步自组装的新型纳米粒子用于高效药物输送

无论是基因治疗还是药物输送,如何将体外介导药物高效地输送进入细胞或病患组织内已经成为生物医学研究和应用中重要的课题之一。随着Doxil ® 的商业化应用,使人们认识到基于纳米结构的药物载体由于有足够小的纳米尺寸而能够较高比例地从高通透性的肿瘤血管中渗出(EPR效应),而使其装载的药物进入肿瘤组织,提高药物的生物利用度,带来更好的药物治疗效果,并且还有助于显著降低药物的副作用。

然而如何在被动靶向的基础上,再度提高纳米药物载体的疗效成为近年来该领域的一个热门研究课题。有趣的是,研究人员发现将这些纳米载体修饰上细胞穿透肽(Cell Pentrating Peptide,CPP)这一类能够轻易穿透细胞膜进入细胞内的小分子多肽后,该载体携带药物“货物”进入细胞内的可能性得到了显著的提高,促进药物的吸收,从而为解决“高效低毒”的难题带来了希望。

最近,来自澳大利亚墨尔本大学的Frank Caruso课题组在Advanced Materials上发表文章介绍了一种基于细胞穿透肽并可一步装配成型的包裹有阿霉素(Doxorubicin, Dox)的纳米粒子。该纳米粒子是由两种聚合体以及特定设计的4精氨酸-4组氨酸细胞穿膜肽(H4R4)混合而形成的,这两种聚合物单体分别为与阿霉素共轭连接的聚乙二醇(Polyethylene Glycol-Doxorubicin,PEG-Dox)以及具有pH响应性的2-(二异丙基氨基)甲基丙烯酸乙酯(poly(2-diisopropylaminoethyl methacrylate) ,PDPA)。

在生理条件下,PDPA因其等电点特性作为疏水内核,固定住H4R4以及阿霉素,并且使得聚乙二醇向外伸展形成亲水外壳。当进入内涵体的酸性条件下,PDPA以及H4R4质子化,从而破坏纳米粒子结构,释放出阿霉素。该纳米结构可通过pH来介导装载或者释放药物,从而促进和调节细胞穿膜肽和抗癌药物的共转运,并且该纳米结构中的H4R4兼具有细胞穿透肽的内涵体逃逸以及组氨酸的PH依赖性的特性,而使得所获得的纳米粒子具有较高的细胞透过能力。

如此简单而模块化的技术可以使得各种不同的药物在人体内运输的变得更加简单,为纳米结构在生物医学方面的应用提供了一种新思路。

 

原文链接:Peptide-Tunable Drug Cytotoxicity via One-Step Assembled Polymer Nanoparticles