科研人員開發(fā)納米探針用于腦膠質(zhì)瘤的成像與治療
【資料圖】
腦膠質(zhì)瘤作為一種高浸潤性、高轉(zhuǎn)移性的腫瘤,因其預后差、死亡率高、復發(fā)率高等挑戰(zhàn),被認為是最具侵襲性的惡性腦腫瘤之一。雖然,目前臨床上已采用手術切除、放療、化療等多種方法來治療腦膠質(zhì)瘤,但其預后仍較差,中位總生存期僅為14-17個月。由于血腦屏障(BBB)的限制,目前發(fā)展的大部分抗腫瘤藥物難以穿越BBB到達腫瘤部位,對腦膠質(zhì)瘤的治療效果不佳;此外,由于這些藥物缺乏腫瘤特異性,易導致嚴重的毒副作用和耐藥性。提高抗腫瘤藥物在腦膠質(zhì)瘤中的遞送和療效,實現(xiàn)原位腦膠質(zhì)瘤的按需高效治療仍極具挑戰(zhàn)性。
近日,中國科學院上海藥物研究所研究員柳紅和南京大學教授葉德舉合作,在腦膠質(zhì)瘤靶向激活的有機共組裝納米診療探針用于原位腦膠質(zhì)瘤的近紅外熒光-磁共振雙模態(tài)成像和化療-光動力聯(lián)合治療的研究方面取得進展。相關成果以 Controlling Disassembly of Paramagnetic Prodrug and Photosensitizer Nanoassemblies for On-Demand Orthotopic Glioma Theranostics為題于近日發(fā)表在 ACS Nano上。
研究團隊基于分子共組裝和可控解組裝策略,分別合成了αvβ3整合素靶向、谷胱甘肽響應的順磁性近紅外光敏探針(PPa-RGD)和喜樹堿前藥(CPT-RGD);通過優(yōu)化這兩個分子的共組裝比例,制備了兼具生理穩(wěn)定性和協(xié)同治療的共組裝納米診療探針(Co-NP-RGD)(圖1)。通過靜脈給藥后,Co-NP-RGD相比小分子藥物能有效延長血液循環(huán)時間,并借助表面存在的大量cRGD靶向基團,穿越BBB,靶向遞送到原位腦膠質(zhì)瘤細胞(U87MG和U251)中,一方面產(chǎn)生增強的核磁共振成像造影信號用于定位處于腦部的原位腦膠質(zhì)瘤;另一方面,在腦膠質(zhì)瘤細胞內(nèi)高濃度谷胱甘肽作用下,發(fā)生快速解組裝,同時釋放出喜樹堿原藥(CPT)和近紅外光敏劑(PPa),從而恢復光動力治療功能,產(chǎn)生增強的近紅外熒光信號用于監(jiān)測藥物的釋放和蓄積。此外,釋放的小分子卟啉光敏劑進一步與腫瘤細胞內(nèi)的白蛋白結合,能延長光敏劑分子在腫瘤細胞內(nèi)蓄積,而同時釋放的喜樹堿可以抑制乏氧誘導因子HIF-1α,進而改善腦膠質(zhì)瘤組織中的乏氧環(huán)境,增強對深層原位腦膠質(zhì)瘤的光動力治療療效。在雙模態(tài)成像信號的指導下,用低劑量的690 nm激光(0.2 W/ cm 2)照射小鼠的原位腦膠質(zhì)瘤,產(chǎn)生化療-光動力治療協(xié)同治療,能有效延緩了原位腦膠質(zhì)瘤的生長,并延長小鼠的生存期,實現(xiàn)對原位腦膠質(zhì)瘤的高效協(xié)同治療(圖2)。該研究設計的分子共組裝和可控解組裝策略,可以進一步應用于構建其他腫瘤靶向和激活的納米藥物以產(chǎn)生癌癥的聯(lián)合治療效果,促進癌癥的診療。
相關研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金、南京大學卓越計劃、中國博士后科學基金等項目的資助。
圖1 共組裝納米診療探針的結構及作用機理圖
圖2 小鼠體內(nèi)原位腦膠質(zhì)瘤的近紅外熒光-核磁共振雙模態(tài)成像和化療-光動力聯(lián)合治療研究
來源:中國科學院上海藥物研究所
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關鍵詞: 聯(lián)合治療 光動力治療 谷胱甘肽 中國科學院 納米藥物
責任編輯:hnmd004
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