[好文章,你推荐]新一代纳米载体材料 — 树状大分子组装体

四川大学生物材料研究中心李亚超推荐的文章:

Article title: Smart Nanovehicles Based on pH-Triggered Disassembly of Supramolecular Peptide-Amphiphiles for Efficient Intracellular Drug Delivery

URL: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201301885/full

  • 背景介绍

恶性肿瘤严重威胁着全人类的健康发展,是科学家共同面对的重大难题之一。目前,肿瘤化疗药物水溶性差、体内代谢与分布不理想、毒副作用大等问题都亟待解决。纳米递送系统在解决化疗难题中具有突出优势,一些纳米药物递送已经成功应用于临床(如,装载阿霉素的纳米脂质体Doxil®,包载紫杉醇的纳米胶束Genexol-PM®等)。临床治疗中,虽然这些纳米药物递送系统在一定程度上增强了药物溶解度,延长了体内循环时间并改善了药物分布,从而显著降低了药物的毒副作用;但是仍有诸多问题没有得到妥善的解决,如纳米载体的稳定性、药物泄漏及肿瘤特异性识别等。作为药剂学专业的硕士研究生,我的课题研究内容关注于如何构建先进的纳米递送系统以解决现存的药物输送问题。其中,2010年著名化学科学家Virgil Percec教授在Science上率先报道了双亲性树状大分子自组装体的构建策略,美国著名生物材料学家Robert Langer将这种组装体归纳为最新一代的纳米载体系统。树状大分子组装体相较于其他纳米递送系统具有高的稳定性和机械强度、丰富的表面官能团、生物结构仿生等特征。在此,我推荐的是一篇2014年发表于Small期刊中的论文,该研究基于树状大分子协同自组装策略构建的仿病毒衣壳、环境响应型药物递送系统,该工作被选为当期的封面文章之一。

封面内容解读,作者利用太极图阴阳互相转化、协同统一的概念,展现了树状大分子自组装与解组装的矛盾转换和药物控释:在正常生理环境下,树状大分子组装成仿病毒衣壳结构并具有包载药物的功能(绿色);在酸性的亚细胞结构中,树状大分子体系的解组装行为被触发,实现了细胞内药物可控释放(红色)。

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  • 文章概要

该论文报道了一类基于树状大分子自组装与解组装的智能型纳米传递系统。在此工作之前,顾忠伟教授课题组已经报道了基于树状大分子自组装策略构建的仿病毒衣壳(Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 3130)、杂化自组装策略构建的诊治一体纳米递送系统(ACS Nano 2014, 8, 9255)等等。本研究工作利用肽类树状大分子聚电解质的特性,实现是了树状大分子组装体的可控自组装与解组装,开发了智能型可控释放纳米递送系统;实验结果表明该组装体能够稳定装载抗肿瘤药物、促进药物摄取、快速逃逸溶酶体并实现对核释放。

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2. pH降低触发两亲性肽类超分子体系的解组装,及其形貌表征

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3. A). 组装体的TEM照片;B).组装体粒径;C). FITC标记材料和抗肿

瘤药物DOX装载;D). pH 7.4和pH 6.2时DOX释放曲线

通过TEM和DLS表征其纳米形貌和尺度,证明了二元协同自组装策略能够有效地构建纳米载体。利用FITC荧光标记表明了DOX的有效装载。通过对比pH 7.4和pH 6.8时DOX的累积释放量,表明了该类纳米载体能够达到良好的控释效果。

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4 DOX荧光(红色)、FITC荧光(绿色)、DIPA荧光(蓝色)

利用激光共聚焦观察到了纳米载体的入胞和DOX的对核释放。表明该类纳米载体有着良好的入胞效果和药物传递效果。

推荐理由:

  1. 文章价值

该研究工作利用新颖、高效的策略构建了智能型纳米载体,实现了纳米载体在胞内的生物感知和药物的控制释放。自组装与其他化学手段相比有着显著地优势,它依赖于亲疏水作用、氢键、静电力等各种分子间的弱相互作用力,组装过程绿色、高效。

  1. 体系的发展与延伸

顾忠伟教授课题组于2012年就利用树状大分子自组装策略构建仿病毒衣壳。如今,在该基础上又深入探究该类载体在药物载体方面的应用,实现抗肿瘤药物的递送,展示了其多方面的应用。

  1. 启发与思考

这篇文章对我有很大的启发意义,了解到了利用树状分子自组装体来构建纳米载药体系,同时也感受到了树状大分子自组装应用广泛。这些心得对于我日后的学习和研究都有很大的帮助。

文章来源:

这篇文章来源于Wiely数据库旗下的Small杂志,题为“Smart Nanovehicles Based on pH-Triggered Disassembly of Supramolecular Peptide-Amphiphiles for Efficient Intracellular Drug Delivery”(DOI: 10.1002/smll.201301885; 链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201301885/full)。