基于介孔硅纳米粒子的双重敏感型“肿瘤触发靶向”药物载体

当今社会,癌症已经对人类健康构成极大地威胁,而在癌症的治疗中,抗癌药物普遍存在选择性差、溶解性差、毒副作用大并易产生抗药性等缺陷。要克服以上的困难,较理想的做法是应用适宜的智能型纳米药物载体,实现药物的靶向与控制释放。因此,设计新颖、有效的智能型纳米载体用于抗肿瘤药物的靶向传递,如今已经成为科技工作者们的研究重点。

多肽作为一类新型的生物医用材料,由于其具有良好的生物活性、生物可降解性以及生物相容性而备受瞩目。介孔二氧化硅纳米颗粒具有高度有序的孔道结构、大的比表面积、良好的生物相容性和易于功能化修饰等优点,成为了备受关注的纳米药物控制释放载体。

近期,武汉大学生物医用高分子材料教育部重点实验室张先正教授课题组设计了一种新型的基于介孔二氧化硅纳米粒子的pH和氧化还原双重敏感的“肿瘤触发靶向”药物载体。他们首先制备了结构规整、孔道有序的MCM-41型介孔硅纳米粒子作为抗肿瘤药物的纳米贮存器;然后对介孔硅纳米粒子表面进行功能化修饰,通过双硫键将端基含有迭氮基团的功能肽分子塞RGDFFFFC修饰到介孔硅表面。多肽序列RGDFFFFC中的四个苯丙氨酸(FFFF),通过苯环间的π-π堆叠或疏水作用力,可有效的封堵介孔硅的孔洞。最后,将炔基修饰的含安息香键的单甲氧基聚乙二醇(MPEG),通过“点击化学”反应修饰在介孔硅的最外层,得到具有“肿瘤触发靶向”的双重敏感响应型介孔硅纳米药物控释系统。

由于MPEG亲水包被层的阻隔作用,药物载体的主动靶向功能在正常生理环境下被保护起来,药物载体可以被细胞屏蔽;当到达肿瘤位点时,由于肿瘤组织的微酸性环境,使最外层的单MPEG保护层脱落并露出内部的RGD靶向基团;通过RGD与癌细胞表面过度表达的受体特异性结合,促进肿瘤细胞对药物载体的摄入;当药物载体进入肿瘤细胞之后,双硫键在细胞内还原性多肽谷胱甘肽(GSH)作用下断裂,从而实现在肿瘤细胞内的药物快速释放。

该研究不仅解决了抗癌药物选择性差、毒副作用大等缺陷,同时有效克服了对正常细胞造成损伤的难题,实现了药物的靶向和控制释放,在肿瘤治疗领域有着很好的潜在应用前景。