ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS: 红光敏感的金属聚合物光控释放钌-抗癌药复合物用于缺氧条件下的肿瘤治疗

钌配合物近年来被发现具有良好的抗癌作用,因而引起了人们极大的研究兴趣。其中,光敏感的钌配合物可通过光照达到对肿瘤细胞的精准杀伤从而抑制肿瘤生长。通常,光敏感的钌配位在光照下可将氧气转化成单线态氧(光动力过程)进而杀死癌细胞。然而肿瘤内部通常是缺氧环境,这大大降低了光动力过程的效率,严重影响了对肿瘤生长的抑制作用,导致治疗失败。钌配合物的光化学治疗是另一种肿瘤治疗方式。光照可刺激该化合物释放出具有毒性的配体或钌配合物从而杀死癌细胞。与光动力治疗相比,该过程无需氧气的参与,因而可克服瘤内缺氧的限制。如能利用钌配合物的光化学特性,提高光化学反应产物的毒性,则可实现缺氧条件下的肿瘤治疗。

中国科学技术大学\德国马普高分子所吴思教授、国家纳米科学中心梁兴杰研究员以及美因茨大学Volker Mailänder教授等人针对这一问题首次合成了红光可释放的钌配合物-抗癌药(苯丁酸氮芥)复合物,以提高其抗癌活性。为减少该化合物的毒副作用,研究人员将其通过光可剪切的配位键接到两亲性嵌段共聚物中。共聚物在水中经自组装过程形成粒径在20 nm 左右的胶束,从而将钌配合物-抗癌药复合物键合在胶束的疏水核中。胶束外层则是水溶性好、生物相容性好、可抗蛋白吸附的聚乙二醇结构。经孵育后,纳米胶束可被癌细胞有效摄取。红光(670 nm)可切断连接复合物与共聚物之间的配位键,释放钌配合物-抗癌药复合物,从而杀死癌细胞。由于此光化学反应不涉及氧气,因为可实现在缺氧条件下的癌症光疗。研究人员进而在活体小鼠体内尝试了这一光疗方法。研究发现,该体系可以有效抑制缺氧肿瘤细胞的生长。这种通过提高光敏感钌配位抗癌活性的方法可有效避免因肿瘤内部缺氧而导致传统光动力治疗效果差的问题,从而为缺氧条件下的肿瘤治疗提供了新的思路。

相关结果发表在Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.201804227)上。文章第一作者为孙文博士。共同第一作者为Yan Wen和Raweewan Thiramanas