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肿瘤“诊疗一体化”纳米载体研究取得新进展
发布日期:2016-10-13  字号:   【打印

近日,化学与化工学院一项研究成果,设计并制备了一系列多功能“诊疗一体化”高分子纳米药物载体,将生物体成像、药物输运与控制释放等功能一体化集成,将使癌症的早期预警和干预治疗成为可能。相关研究成果已分别刊载在国际著名期刊《诊断治疗学》 (2016, 6, 2170-2182; 医学一区;IF 8.854;与厦门大学分子影像暨转化医学研究中心聂立铭副教授合作)和《大分子》(2016, DOI: 10.1021/acs.macromol.6b02063; 高分子科学一区;IF 5.554)上;我校均为第一单位,两篇论文第一作者分别为我校已毕业硕士研究生史声宇和在读硕士研究生陈宇同学。

确保药物分子能够顺利穿透肿瘤细胞细胞膜进入细胞核是利用高分子纳米药物体系实施肿瘤治疗的关键。由于细胞膜的生物屏障作用,很多高分子物质难以进入细胞内,从而极大地限制高分子作为药物载体在临床治疗上的应用。目前有效介导载体高效进入细胞的“细胞穿膜肽”,虽然可以实现对细胞膜的有效穿透,但由于其结构固定,进一步功能化修饰困难较大。

为解决这一难题,化学与化工学院科研团队,将单左手螺旋高分子链修饰在纳米载体表面,通过人工合成的高分子材料模拟细胞穿膜肽的功能,有效实现了纳米载体对细胞膜的快速、高效的穿透。细胞水平实验结果证实,这一新型纳米载体在20分钟内即可顺利跨膜,穿透速度比常规无规高分子链提高近十倍。

同时,该团队借助两亲性高分子的自组装性质,将染料分子与抗癌药物包裹在纳米载体内部,设计并制备了一系列多功能的能同时有效负载药物和造影剂的具有“诊疗一体化”功能的纳米载体。在活体动物模型试验中,研究人员通过近红外、光声成像等手段实时跟踪纳米载体的生物体分布及重建肿瘤部位的图像及大小。“目前广泛采用的荧光手段无法精确反映肿瘤的位置、范围和细胞繁殖情况,对肿瘤发展情况判定不够准确。而通过这一新型体系携载造影剂,通过光声成像可以精确观察肿瘤部位,甚至肿瘤毛细血管的扩张,从而更加精准地判定肿瘤生长情况,并提前做出预警。”团队负责人殷俊副教授介绍说。

在此基础上,该课题组将刺激响应性基元引入高分子链中,在实现高精度成像诊断的同时,实现了癌细胞内环境触发下的药物程序控释释放,实时跟踪药物释放过程并评价疗效。

 

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图1. (a) 纳米载体跨膜与胞内功能实现示意图; (b) 近红外成像示踪纳米载体的体内分布; (c) 光声成像重建肿瘤部位; (d) 裸鼠肿瘤模型评价光热/化学协同治疗效果。(Theranostics 2016, 6, 2170-2182)

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图2. (a) 纳米载体入胞及在胞内环境触发下的功能实现示意图;(b) 激光共聚焦显微镜跟踪载体入胞时间;(c) 光热转变效果评价;(d) 毒性评价。Macromolecules 2016, DOI: 10.1021

(宣讯/文  殷俊/图)  
编辑:周慧
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