西安交大吳道澄教授課題AFM：在光熱/無限配位聚合物雙藥協同腫瘤治療方面取得重要進展

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2021年4月19日 15:42

光熱療（PTT）可在短時間內迅速有效地清除腫瘤細胞，研究者常常將光熱劑和藥物負載在載體上同時進行腫瘤的光熱療和化療，隨著納米技術的發展，該領域受到了持續的關注。目前PTT具有治療速度快、治療效果明顯的優點，但也存在光熱劑腫瘤組織分布不均、治療時間短和無法完全抑制腫瘤復發的缺點。納米載體化療由于載體材料的限制，存在載藥量低、藥物比例不可調、療效單一、耐藥等缺點，有時光熱還會破壞化療藥物。因此PTT/化療腫瘤聯合治療的策略和載體均有著改善的需要。

無限配位聚合物（Infinite Coordination Polymers, ICPs）是一種直接使用藥物和金屬離子配位形成的無限配位“無載體型”納米藥物（carrier free nanodrug），它的優點是不需要載體材料，直接用藥物做載體，因此具有較高的載藥量，且熱穩定性好，還可以根據需求自由設計不同藥物的比例。ICPs中的配位鍵還有著低pH敏感釋放的特點，由于腫瘤的特殊酸性環境，ICPs特別適合用于腫瘤的藥物聯合治療。

研究發現，天然抗腫瘤藥物棉酚（gossypol）和綠茶多酚（EGCG）與金屬離子無限配位后顏色變深，吸收光譜發生了變化，具有了一定的光熱轉換能力，在摻雜一定比例的光熱劑IR780后，其光熱效率從16%大幅增加為47.8%，使這種ICPs同時具有了光熱治療和ICPs雙藥化療的能力，體系具有一物多用的特點。此外，由于ICPs中各藥物釋放順序不同，使得腫瘤治療可以按照不同階段順序進行。

西安交大吳道澄教授課題AFM：在光熱/無限配位聚合物雙藥協同腫瘤治療方面取得重要進展的圖1

腫瘤兩階段雙協同腫瘤治療策略示意圖

近日，西安交通大學生命學院生物醫學影像與應用研究所吳道澄教授課題組根據無限配位聚合物的特點，提出了一種兩階段雙協同腫瘤治療新策略（Two-stage Dual-synergistic Tumor Therapy），第一階段PTT聯合棉酚和綠茶多酚兩種藥物的ICPs光熱/化療協同治療，第二階段ICPs中的兩種藥物聯合化療。為此，研究人員將棉酚和綠茶多酚與Fe³⁺無限配位聚合物，摻雜1.3%光熱劑IR780，再以包封具有腫瘤靶向能力的透明質酸（HA）為外殼，制備了負載IR780的透明質酸包裹棉酚-Fe(III)-兒茶酚無限配位聚合物納米顆粒（HA@IRGFE ICP NPs）來實現兩階段雙協同的腫瘤治療策略。體外實驗證明HA@IRGFE ICP NPs先釋放IR780和ICPs光熱/化療協同治療，然后ICPs中兩種藥物釋放聯合化療，達到了兩階段雙協同腫瘤治療的效果。動物實驗表明該方法的腫瘤抑制率高達98.7%，60天后腫瘤的復發率僅為12.5%。實現了腫瘤的高效的光熱和雙藥ICPs協同治療，該系統全部由天然產物組成，對正常組織毒副作用極低，在未來的腫瘤治療中具有廣闊應用前景。

該研究成果以“負載IR780的透明質酸包裹棉酚-Fe(III)-兒茶酚無限配位聚合物納米顆粒腫瘤高效光熱/ ICPs協同化療”（IR780-loaded hyaluronic acid@gossypol–Fe(III)–EGCG infinite coordination polymer nanoparticles for highly efficient tumor photothermal/coordinated dual drugs synergistic therapy）為題在國際著名學術期刊Advanced Functional Materials(IF=16.8)上在線發表，第一作者為西安交通大學生命學院博士生雒思遠，吳道澄教授為唯一通訊作者，西安交通大學生命學院為該論文的第一和唯一通訊作者單位。該研究成果是吳道澄教授課題組在無限配位聚合物聯合化療治療腫瘤之后（Int J Nanomedicine2017,12; 4085–4109, ESI高被引論文和Biomaterials2018, 154;197-212）的又一重要成果。

該工作得到了國家自然科學基金和國家重大科學儀器設備項目的資助。西安交通大學分析測試中心為本工作提供了大量測試表征支持。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202100954

來源：西安交通大學

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