Angew. Chem.：基于金属有机框架的抗肿瘤药物

癌症是目前最具威胁性的疾病，而传统的抗肿瘤策略存在治疗效率低、毒副作用大等缺点。纳米医学利用纳米技术来解决传统疾病诊断和治疗中的局限性，因此受到了广泛的关注。其中，基于金属有机框架（MOFs）的化合物由于其独特的性能，在生物医学应用中有着巨大的应用前景。近二十年来，基于MOFs的纳米药物，尤其是抗肿瘤药物，得到了快速的发展。

近日，山东师范大学唐波教授（点击查看介绍）、李娜教授（点击查看介绍）与苏州大学刘庄教授（点击查看介绍）针对基于各种类型MOFs的抗肿瘤药物的设计原理和典型应用进行了深入分析，相关成果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 上。

文章主要分为以为几个部分。（1）MOFs作为药物载体：传统药物的靶向性差，积累到正常组织中可能会造成严重的副作用。MOFs具有高表面积，当其尺寸减小到纳米级时，可以作为有潜力的药物载体。药物分子可通过静电吸附、配位作用、π-π堆积等多种相互作用，装载在MOFs表面。小于MOFs孔宽的药物可以扩散到孔隙中，并通过与配体或金属节点的相互作用有效地储存。具有特定基团的分子可以与功能配体进一步形成更稳定的共价/动态键，避免过早的药物泄漏。更大的药物，如蛋白质，多肽，核酸和纳米颗粒可通过纳米限域效应被固定在MOF框架中，从而增强其稳定性和可修饰性。该部分介绍了MOFs作为小分子、大分子、纳米粒子和混合系统药物载体的代表性应用。（2）MOFs作为抗肿瘤剂：一些具有内在抗肿瘤活性的金属离子和功能配体也可用于制备MOFs。这些MOFs作为新一代抗肿瘤药物，被称为bioMOFs。具有活性节点的MOFs可用于化学动力治疗、放射治疗、催化调节肿瘤微环境等。使用光敏剂、化疗药物和活性肽作为活性配体的MOFs可用于光动力治疗、光热治疗和化疗。此外，还可同时利用活性节点-配体协同构建抗肿瘤MOFs从而可避免因额外组分引起的生物安全性问题。该部分讨论了MOFs直接为抗肿瘤剂的代表性应用。（3）MOFs-药物协同系统：bioMOFs为抗肿瘤剂的发展提供了新的思路。然而，目前的治疗方式及可选的活性阳离子/配体仍然有限。将其他活性成分与bioMOFs相结合可以提高治疗效率，从而进一步扩展MOFs抗肿瘤药物的应用。根据其内在结构特征，MOFs-药物协同系统可分为三类：1) 药物-节点协同系统；2) 药物-配体协同系统，3) 多重协同系统。该部分介绍了MOFs在上述三种模型中的代表性应用。4. MOFs衍生的抗肿瘤药物：除了直接参与抗肿瘤剂的构建外，MOFs还可以作为许多具有抗肿瘤潜力的新兴MOFs衍生纳米材料（介孔碳材料、纳米酶等）的前体/模板。例如，MOFs衍生的介孔碳材料可以作为新型光敏剂和NIR控制药物释放的载体；一些MOFs衍生材料被用于肿瘤微环境调控和协同治疗。该部分介绍了MOFs衍生抗肿瘤药物在单一治疗和协同治疗中的代表性应用。最后作者对基于MOFs的抗肿瘤药物所面临的挑战和机遇进行了总结和展望。

该论文的第一作者为硕士毕业生高鹏和在读博士生陈园园。山东师范大学唐波教授、李娜教授和苏州大学刘庄教授为共同通讯作者。

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）：

Antitumor Agents Based on Metal–Organic Frameworks

Peng Gao, Yuanyuan Chen, Wei Pan, Na Li, Zhuang Liu, Bo Tang

Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202102574

作者简介

李娜，2004年与2009年于山东大学分别获得学士学位和博士学位，之后到加拿大McMaster大学从事博士后研究，2010年7月在山东师范大学工作至今。现任山东师范大学化学化工与材料科学学院教授、博士生导师，长江学者奖励计划青年学者，国家自然科学基金优秀青年基金获得者，山东省自然科学基金杰出青年基金获得者，泰山学者青年专家。目前主要从事新型纳米诊疗探针的设计、合成及生物应用研究。荣获国家自然科学奖二等奖1项（第五位），山东省自然科学一等奖1项（第三位），山东省自然科学二等奖1项（第一位），山东省高等学校科学技术一等奖1项（第一位），山东省优秀本科论文指导教师。主持和完成国家自然科学基金优秀青年基金、国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年基金、山东省自然科学杰出青年基金等多项国家级和省部级项目。

https://www.x-mol.com/university/faculty/12194 

刘庄，苏州大学教授，博导。2004年北京大学获学士学位；2008年美国斯坦福大学获博士学位；2009年6月加入苏州大学功能纳米与软物质研究院。近年来从事生物材料与肿瘤纳米技术领域的研究。2012年获基金委优秀青年基金资助；2013年入选百千万人才工程国家级人选；2015年获国家杰出青年基金资助；2015年入选中组部万人计划“青年拔尖人才”；2016年获江苏省科学技术一等奖（第一完成人）；2017年入选中组部万人计划“领军人才”；2017年入选教育部“长江学者特聘教授”；2017年获Biomaterials Science Lectureship；2015年受邀成为英国皇家化学会Fellow (RSC Fellow)；2019年入选美国生物与医学工程学院Fellow (AIMBE Fellow)；2015年起连续四年入选Clarivate Analytics全球高引用科学家名录；担任生物材料领域国际著名期刊Biomaterials杂志副主编和多个国际主流期刊编委。

https://www.x-mol.com/university/faculty/18393 

唐波，1994年毕业于南开大学化学系，获理学博士，山东师范大学化学化工与材料科学学院教授、博士生导师，教育部科技委学部委员，首届十佳全国优秀科技工作者提名奖获得者（山东省唯一），973计划首席科学家，国家杰出青年科学基金获得者，“新世纪百千万人才工程”国家级人选，入选“泰山学者攀登计划”，是国家自然科学基金委员会第12、13届专家组成员，所领导的团队是教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队和山东省优秀创新团队。现主要从事分子及纳米荧光探针的合成及其在生物应用、绿色化工、荧光材料合成及太阳能化学转化与储存等方面研究工作。荣获国家自然科学奖二等奖1项，国家科技进步奖二等奖2项，山东省科技进步奖一等奖2项、技术发明奖一等奖1项。

https://www.x-mol.com/university/faculty/12175