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                山東大學郝京誠教授、崔基煒教授團隊和深圳大學黃鵬教授團隊合作:腫瘤微環境激活級聯生物反應的聚多肽納米載體用于化療與鐵死亡聯合治療
                2020-05-04  來源:高分子科技
                關鍵詞:聚多肽 納米載體

                  生物體內可激活的級聯生物反應在腫瘤治療領域已經引起了廣泛的關注。其中,芬頓或類芬頓反應能夠在金屬催化劑(如:Fe,Mn,Co,Cu 和 Ag等)存在的條件下催化雙氧水產生高毒性的羥基自由基(?OH),是一類重要的生物級聯反應,在化學動力學治療領域扮演著非常重要的角色。有機-無機雜化材料是一類被廣泛應用的級聯反應載體,引入的有機組分能夠提高無機納米材料的生物相容性,豐富無機納米材料的功能。但目前大多數該類納米載體的構筑大多都涉及到復雜的合成或修飾過程。因此,發展一類更為高效的有機-無機雜化納米載體構筑策略目前是該領域亟待解決的重要問題之一。


                  近日,山東大學郝京誠教授、崔基煒教授和深圳大學黃鵬教授團隊聯合開發了一種新型聚多肽-無機納米粒子復合納米載體圖1)。該工作通過靜電自組裝的方式實現了四氧化三鐵納米粒子及順鉑藥物分子在聚多肽納米載體中的快速、有效的封裝。并且每個聚多肽納米載體中的四氧化三鐵數目可以通過改變初始四氧化三鐵納米顆粒的濃度進行調控(圖2a-c)。在腫瘤細內涵體胞和溶酶體酸性環境中,治療劑鉑藥分子和鐵離子(Fe2+/3+)被釋放出來,引發細胞內一系列級聯反應,產生?OH進而觸發鐵死亡。除此之外,釋放的鉑藥分子可以進入細胞核與DNA發生作用,誘導細胞凋亡。同時,封裝的Fe3O4納米顆粒可用于腫瘤部位T2磁共振成像的造影劑。更重要的是,這種靜電自組裝的方法還可以用于封裝其它的功能性無機納米材料,如金納米顆粒、CdSeS/ZnS量子點和碳量子點等(圖2d-f)。


                  細胞實驗證明了細胞內級聯生物反應的產生以及化療與鐵死亡治療的聯合治療效果。此外,在皮下腦膠質瘤模型中,與自由藥物組以及無級聯生物反應組相比,化療與鐵死亡治療的聯合治療組表現出了更優異的腫瘤抑制效果(圖2g)。同時,免疫組化的結果表明該納米載體能夠顯著降低自由藥物分子的毒副作用,具有較高的生物安全性(圖2h)。該研究針對目前有機-無機雜化納米載體構筑過程復雜等問題,發展了一步法構筑靜電自組裝的普適性策略,實現了雜化納米載體的快速有效構筑,并在腫瘤聯合治療以及診療一體化方面表現出了潛在的應用價值。


                圖1. 聚多肽納米藥物載體的制備及在腫瘤診療一體化方面的應用示意圖。


                圖2. (a-c)封裝不同Fe3O4數量的聚多肽納米載體。Fe3O4納米顆粒的組裝濃度分別為(a)0.1 mg mL-1,(b)0.5 mg mL-1,(c)1.0 mg mL-1。分別封裝(d) 金納米顆粒,(e)CdSeS/ZnS量子點,(f)碳量子點的聚多肽納米載體。不同治療組的(g)腫瘤體積監測曲線和(h)小鼠存活率曲線。


                  以上研究結果近期以Polypeptide-Based Theranostics with Tumor-Microenvironment-Activatable Cascade Reaction for Chemo-ferroptosis Combination Therapy為題發表于ACS Appl. Mater. Interface (2020, DOI: 10.1021/acsami.0c03748)。論文的共同第一作者為山東大學博士研究生高至亮和深圳大學賀婷博士,共同通訊作者為山東大學化學與化工學院崔基煒教授郝京誠教授和深圳大學生物醫學工程學院黃鵬教授。上述研究工作得到了國家自然科學基金委等項目的支持。


                  參考文獻:Zhiliang Gao, Ting He, Peiyu Zhang, Xiaoyu Li, Yinling Zhang, Jing Lin, Jingcheng Hao, Peng Huang, and Jiwei Cui. Polypeptide-Based Theranostics with Tumor-Microenvironment-Activatable Cascade Reaction for Chemo-ferroptosis Combination Therapy, ACS Appl. Mater. Interface, 2020, DOI: 10.1021/acsami.0c03748.


                  論文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c03748

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                (責任編輯:xu)
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