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给药不给力?这个“骑手”点对点直达肿瘤!中美科学家用纳米碗支撑脂质体送药

上观新闻 06-02

抗肿瘤,给药不给力咋办?日前,中美科学家通过联合研究,首次建立了 " 纳米碗 " 支撑的脂质体系统,可以用于增强抗癌药物装载和递送。

解放日报 · 上观新闻记者了解到,上海交大医学院方超教授团队与美国纽约州立大学布法罗分校乔纳森 · 拉弗尔(Lovell)教授联合在国际学刊《纳米快报》(Nano Letters)在线发表论文,题为《纳米碗支撑的脂质体增强药物装载和递送》(Nanobowl-Supported Liposomes Improve Drug Loading and Delivery)。

据悉,论文发表当日就被美国化学会报道,并被 10 余家国际新闻媒体转载。

脂质体药物用于肿瘤临床已有 20 余年,然而临床抗肿瘤疗效并不理想,延长患者总生存期和减少毒性的作用有限。研究人员分析认为,其中重要原因之一,就是在脂质体系统到达肿瘤部位之前,装载的药物在循环系统中发生泄漏,导致肿瘤部位的药物暴露量减少,同时也增加了对健康器官的损害。

事实上,许多抗肿瘤处方因素,影响着脂质体的稳定性,如磷脂类型和组成比、药脂比、胆固醇含量等。而已有的方法大多数是修饰脂质体表面,但这可能同时引入不利的纳米 - 生物界面相互作用,因此有必要开发一种新的保持脂质体表面特性不变的稳定化方法。

于是,新的 " 骑手 " 来了,带着药物快件,点对点直达肿瘤。这类纳米碗是人工构建的纳米尺度的碗状结构。

此次研究中,团队人员创新性地将 " 纳米碗 " 嵌入脂质体内水腔,创建了一种纳米碗支撑的脂质体,可显著增强药物的装载,并有效抵抗血清蛋白和血流剪切力所导致的药物泄露。方超教授介绍,其主要原理和机制在于:首先纳米碗开口角为 90 ° -110 °,开口面积占内水腔表面积的 14.6%-21.3%,与普通脂质体相比,减少了药物从内水腔中泄漏的面积;其次,纳米碗为刚性结构,其对脂质体双分子层的支撑作用,可抵抗血清或血流剪切力对膜结构的破坏;此外,刚性纳米碗还可以抵抗硫酸阿霉素晶体对脂质体双层的破坏,并在高药脂比的情况下仍获得高效装载。

目前,关于乳癌治疗的动物实验研究结果表明,采用纳米碗支撑的脂质体药物摄取进入肿瘤细胞后,仍可获得快速、高效释放。与普通阿霉素脂质体相比,具有更长的血浆半衰期,可将更多的药物递送至 4T1 原位乳腺肿瘤部位,显著抑制肿瘤生长和肺转移。与未处理组(生理盐水组)相比,治疗组中位生存期(50 天)延长率达 108.3%。

专家认为,现有脂质体稳定化方法,通过修饰或工程化脂质体表面或双层,而这项研究不同,仅将刚性纳米碗嵌入现有脂质体制剂的水腔中,这种简单有效的脂质体稳定策略有望推广应用,并进一步实现临床转化,相关技术已申请中国发明专利。

据悉,此研究获得国家自然科学基金委、上海市科委和教委项目的资助。上海交大医学院研究生陈中坚、杨思聪为论文的共同第一作者,导师方超教授和美国纽约州立大学布法罗分校拉弗尔教授为通讯作者。此外,上海中医药大学陈红专教授和加拿大多伦多大学郑岗(Gang Zheng)教授也对项目给予支持帮助。

栏目主编:徐瑞哲 本文作者:徐瑞哲 文字编辑:徐瑞哲 题图来源:视觉中国 图片编辑:邵竞

内文图片来源:上海交大医学院

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