高通量制备和筛选抗肿瘤生物纳米材料

2多肽类药物由于具有免疫毒性低、易于合成等优点,被广泛用作潜在的抗癌药物。但是,小分子多肽由于在体内循环时很容易被酶降解,同时具有较低的生物可利用度,限制了其在体内的进一步应用。利用聚合物作为纳米药物载体传递抗癌药物是目前纳米药物的研究热点之一。人们将多肽分子共价连接到聚合物上,发展得到聚合物-多肽连接体(Polymer-Peptide Conjugate, PPC),可有效保护多肽不被降解,同时提高多肽的生物可利用度。但是,目前PPC的合成相对复杂,产率及效率较低,造成了时间及成本的浪费。基于组合化学的聚合物高通量合成方法是解决这一问题的有效途径。通过高通量的合成,可以得到上千种聚合物,并进行细胞水平的筛选,得到聚合物化学结构与生物学功能的关系,从而优化得到具有良好生物学性质的聚合物。然而,目前的聚合物高通量合成方法都使用有机溶剂,且需要后纯化步骤,可能导致PPC中多肽分子变性,无法保持其生物学活性。因此,需要发展新的合成方法,选择温和的反应方式,以保持多肽的生物学功能。

国家纳米科学中心的王浩研究员及其研究团队发展了一种功能性PPC快速合成及筛选的新方法。通过迈克尔加成的方法将功能性多肽(靶向多肽和治疗性多肽)连接到聚合物链上,分为主链、侧链、超支化和树枝状等不同类型。在温和的反应条件下,快速制备得到不同结构聚合物,同时可以自组装形成纳米粒子。将反应溶液不经任何纯化,直接通过细胞毒性测试筛选得到具有高效抗癌效果的聚合物。乔增莹博士认为该方法的建立有利于研究PPC的结构与生物学功能的关系,从而通过对其结构的进一步优化得到更高效抗肿瘤效果的PPC纳米粒子。通过细胞及活体实验,证明了其在体内有高效抑制肿瘤增长的作用。相关工作发表在Advanced Materials(DOI: 10.1002/adma. 201504564)上。