资讯
配位聚合物包裹的二氧化锰纳米颗粒用于肿瘤微环境响应的癌症诊疗
随着对肿瘤生物学的深入探索，科学家发现在肿瘤细胞快速的增殖过程中，产生微酸以及乏氧的肿瘤微环境，由此在治疗过程中产生化疗、放疗等耐受性。因此设计改善肿瘤微环境的纳米诊疗制剂将为癌症治疗提供新的策略。
金属有机骨架结构（MOF）和配位聚合物纳米材料(NCP)是一种通过金属离子或团簇与有机多齿配体自组装而形成的复合材料，近些年逐渐在生物医学领域上得到广泛关注和应用。它们不仅可直接作为载体，也可以通过利用金属离子和有机配体本身的功能来实现生物医学成像和癌症治疗。值得注意的是，这类材料具有生物可降解性，因此可以逐渐降解并有效地从身体排出，而不会引起长期滞留和毒性问题。将MOF和NCP与对肿瘤微环境多重响应的纳米制剂相结合用于成像指导的癌症治疗具有极大的特异性和功效。
近年来，很多基于二氧化锰的纳米材料通过催化肿瘤内部的过氧化氢（H2O2）分解产生氧气来缓解肿瘤的缺氧环境，从而提高癌症治疗的效果。近日，苏州大学刘庄教授（点击查看介绍）课题组通过生物矿化的方法在牛血清蛋白上原位矿化得到二氧化锰纳米颗粒，然后将高原子序数的铪离子与顺铂前药组装形成的配位聚合物包裹在其表面，从而得到了BM@NCP(DSP)纳米颗粒。经聚乙二醇修饰以后，这种复合纳米材料显示出良好的水溶性。在该体系中，二氧化锰内核可以催化癌细胞产生的H2O2分解产生氧气，从而克服乏氧导致的放疗耐受，而金属铪离子具有吸收X射线的能力，可作为放疗增敏剂来提高放疗的疗效。同时，作为有机配体的顺铂前药在肿瘤部位将被还原成化疗药物顺铂并杀伤细胞。此外，在肿瘤的酸性条件下，二氧化锰纳米颗粒将被还原成二价锰离子，从而实现活体水平的磁共振成像。值得一提的是，该复合纳米材料通过尾静脉注射到小鼠体内后，在肿瘤部位有很好的富集，并能成功地实现化疗和放疗的协同治疗效果。该材料可以在小鼠体内缓慢代谢，避免了潜在的长期毒性。因此，该材料对肿瘤微环境中酸性、乏氧以及还原条件产生响应，有望成为新型可降解的诊疗一体化制剂。
本论文发表于Advanced Functional Materials，第一作者为刘庄教授课题组博士生刘晶晶。
该论文作者为：Jingjing Liu, Qian Chen, Wenwen Zhu, Xuan Yi, Yu Yang, Ziliang Dong, Zhuang Liu
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：
Nanoscale-Coordination-Polymer-Shelled Manganese Dioxide Composite Nanoparticles: A Multistage Redox/pH/H2O2-Responsive Cancer Theranostic Nanoplatform
Adv. Funct. Mater., 2017, 27, 1605926, DOI: 10.1002/adfm.201605926
导师介绍
刘庄
http://www.x-mol.com/university/faculty/18393