Small:杯芳烃嵌入的纳米粒子用于无干扰基因-药物联合癌症治疗

作为最常用的癌症治疗方法之一,化学疗法在治疗过程中会增加肿瘤细胞对化学药物的耐药性,导致临床治疗效果不理想。通过在基因水平上敲除肿瘤细胞的耐药性基因,基因治疗可以恢复肿瘤细胞对化疗药物的敏感性,联合使用时可以提高抗肿瘤疗效。尽管如今已经开发出多种化疗药物和基因药物,但是化疗药物和基因药物之间广泛存在的拮抗作用严重限制了它们之间的联合应用。这是因为很多化疗药物是通过非共价结合或化学修饰肿瘤细胞DNA实现抗肿瘤作用。但是,这些化疗药物也会干扰基因药物的功能,导致化疗药物和基因药物的抗肿瘤能力降低。羧基偶氮杯芳烃(CAC4A)是一种乏氧响应性分子容器,可以在常氧环境中封装一系列分子药物,并在肿瘤乏氧微环境中释放。此外,CAC4A可以将化疗药物封装在其疏水性空腔中,从而抑制化疗药物与基因药物间的相互作用,提供了一种潜在的方法来抑制化疗药物和基因药物之间的相互干扰。

近日,南开大学化学学院刘阳研究员团队报道了一种杯芳烃嵌入的纳米粒子(CENP),可以在不影响药物活性的情况下共递送化疗药物和基因药物,实现无干扰基因-药物联合癌症治疗(图1)。实验结果表明,CENP可以有效抑制化疗药物与基因药物间的相互作用并将它们高效递送至肿瘤组织,从而提高治疗效果和减轻副作用。通过负载DOX和靶向miR-21的CRISPRi系统,CENP在体内实验中表现出优异的抗肿瘤效果。考虑到杯芳烃衍生物的种类繁多,CENP可以适应于递送多种化疗药物和基因药物的组合,为开发无干扰基因-药物联合癌症疗法提供通用平台。相关工作以“Calixarene-Embedded Nanoparticles for Interference-free Gene-drug Combination Cancer Therapy”为题发表在Small(DOI: 10.1002/smll.202006223)上。该研究得到了国家重点研发计划(2018YFA0209700),国家自然科学基金(51673100, 21620102005),天津市自然科学基金(18JCQNJC03600)等经费支持。

图1. a) CAC4A抑制分子药物与基因药物间相互干扰。b) CENP的制备和体内递送示意图。

通讯作者简介:

    刘阳研究员:2006年7月本科毕业于南开大学化学院,2011年和2016年分别于南开大学和加州大学洛杉矶分校(University of California, Los Angeles)获得博士学位。2016年加入南开大学化学学院独立开展科研工作。目前主要从事高分子纳米药物载体及生物活性纳米材料的研究。代表性研究成果包括:建立了纳米复合酶的可控构建方法,实现了多种蛋白体内和胞内的协同递送;建立了多种可动态适应体内环境的纳米药物载体,显著提升了药物在肿瘤组织中的富集效率;提出通过纳米-生物界面相互作用直接干预生物过程的新思路,构建多种具有生物活性表面的纳米颗粒,为癌症免疫治疗及阿尔兹海默症的治疗提供了全新的思路。已在Nat. Nanotechnol. , Adv. Mater. , Nat. Commun., Adv. Sci., Small等国际一流学术期刊上发表论文50余篇,授权国内授权专利一项。