纳米材料变形记：肿瘤靶向光动力学治疗

肿瘤疾病依然是医学领域中尚未攻克的难题，提高肿瘤对药物的靶向性摄取对提升肿瘤治疗的效果至关重要。传统的药物载体多为球形纳米粒子，具有良好的增强渗透滞留（EPR）效应，而利用其他形貌药物载体的报道相对较少。自然界中具有短棒状结构的细菌能够快速入侵动物细胞，受此现象启发，研究发现相比于球形纳米粒子，具有一定长径比的棒状纳米粒子可以加速细胞对材料的吞噬作用，表现出更好进入细胞的能力。然而棒状纳米粒子本身是不能区分正常细胞与肿瘤细胞的，利用纳米粒子的形貌特点实现肿瘤靶向性治疗的研究更是鲜有报道。近日，国际知名化学期刊ACS Nano 在线刊登了韩鹤友教授课题组的相关研究成果。青年教师韩凯副研究员为论文的第一作者，韩鹤友教授为论文的通讯作者。

由于肿瘤细胞过度增殖、糖酵解不完全导致乳酸聚积，肿瘤组织呈现出独特的微酸性。华中农业大学农业微生物学国家重点实验室的韩鹤友教授（点击查看介绍）团队巧妙构思，将肿瘤微环境与纳米材料形貌转变相结合，在肿瘤组织微酸性环境的刺激下，纳米粒子如同“变形金刚”，可实现由球形到棒状的形貌转变，增强了肿瘤靶向光动力学治疗的效果。

多肽片段的氨基侧基与二甲基马来酸酐分子反应得到富含羧基的多肽分子。由于羧基基团间的静电排斥作用，多肽分子在生理条件下可以自组装形成球形纳米粒子。该纳米粒子可抑制蛋白吸附，同时有利于通过EPR效应实现在肿瘤组织的被动靶向。纳米粒子进入肿瘤区域后，肿瘤组织的微酸性诱导多肽侧链保护基脱落，多肽片段的氨基侧基暴露。多肽分子间的氢键作用以及疏水作用力恢复可驱动多肽自组装体快速从球形向短棒状转变。动物体内的实验表明多肽纳米粒子的形貌转变可以有效增加纳米材料在肿瘤组织的靶向富集效果。更重要的是，形貌的转变提高了细胞对多肽材料的摄取，从而增加肿瘤光动力学的治疗效果，极大地降低了治疗的毒副作用。该研究成果对于肿瘤靶向性纳米载药材料的设计提供了全新的思路与视角。该研究工作得到了国家自然科学基金（51603080，21375043）、国家重点研发计划（2016YFD0500700）和农业微生物学国家重点实验室的资助。

该论文作者为：Kai Han, Jin Zhang, Weiyun Zhang, Shibo Wang, LumingXu, Chi Zhang, Xianzheng Zhang, Heyou Han

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）：

Tumor-triggered geometrical shape switch of chimeric peptide for enhanced in vivo tumor internalization and photodynamic therapy

ACS Nano, 2017, 11, 3178-3188, DOI: 10.1021/acsnano.7b00216

导师介绍

韩鹤友

http://www.x-mol.com/university/faculty/40467