Advanced Functional Materials:金属有机框架协助调控肿瘤微环境的光化协同治疗

复杂的肿瘤微环境和非靶向性的药物输送限制了光动力-化学联合治疗在抗癌应用中的疗效。在众多影响光动力-化学联合治疗疗效的因素里,肿瘤细胞内高表达的谷胱甘肽(GSH)和瘤内乏氧的特质极大地降低了光动力治疗的效果。为了实现化疗药的靶向递送,金属有机框架材料近些年被巧妙地设计成肿瘤响应性的药物载体。如果能将有效产生氧气的化疗药负载进能够调节谷胱甘肽含量的金属有机框架中,肿瘤微环境的调节和化疗药的靶向递送将可能同时实现,从而有利于进行高效的光化协同治疗。

新加坡国立大学化学与生物分子工程系刘斌课题组针对这一设想,首先选择了一种铂(IV)-二叠氮基络合物[Pt(N3)2(OH)2(NH3)2] 作为产生氧气的化疗前药,并将其负载进金属有机框架MOF-199(Cu)生成Pt(IV)@MOF-199。随后,修饰了聚乙二醇(PEG)的具有聚集诱导发光特性的光敏剂(TBD-PEG)被用来包覆Pt(IV)@MOF-199,从而形成TBD-Pt(IV)@MOF-199纳米颗粒。TBD-Pt(IV)@MOF-199纳米颗粒在实体瘤的高通透性和滞留效应下,经过癌细胞内吞后,MOF-199能消耗癌细胞内高表达的GSH同时自行坍塌选择性释放出前药Pt(IV)。在光照下,释放出的Pt(IV)前药能够产生Pt(II)进行化疗,同时产生氧气来调节肿瘤微环境,使光敏剂TBD在瘤内高效地产生活性氧,从而实现高疗效、低毒副作用的光化协同治疗。

相关结果发表在Advanced Functional Materials(Adv. Funct. Mater. 2020, 2002431)上。