化療是臨床上主要的癌癥治療手段,但如何解決化療藥物的腫瘤選擇性仍是化學(xué)-生物醫(yī)學(xué)交叉領(lǐng)域亟待解決的問題。近日,基于癌細(xì)胞與正常細(xì)胞的代謝差異,中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院毛宗萬教授團(tuán)隊設(shè)計了線粒體靶向的二氯乙酸偶聯(lián)的磷光金屬錸配合物Re-dca,能夠有效穿透并選擇性蓄積在線粒體,通過抑制丙酮酸脫氫酶激酶的活性誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的代謝逆轉(zhuǎn),使其從有氧糖酵解代謝途徑逆轉(zhuǎn)為與正常細(xì)胞一樣的氧化磷酸化途徑。這樣靶向并調(diào)節(jié)腫瘤代謝通路的策略對正常細(xì)胞的影響很小,從而實現(xiàn)了腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷及轉(zhuǎn)移侵襲的抑制。為了進(jìn)一步提高藥物的腫瘤選擇性,毛宗萬教授團(tuán)隊還設(shè)計開發(fā)了磷光金屬釕配合物介導(dǎo)的自組裝診療納米體系,可有效封裝抗癌藥物喜樹堿和維生素K3,在腫瘤組織中誘導(dǎo)維生素K3的酶催化氧化還原循環(huán)和自組裝納米體系的ROS響應(yīng)崩解之間發(fā)生級聯(lián)正反饋,從而選擇性的在腫瘤部位釋放化療藥物。這樣的策略在細(xì)胞和活體水平都實現(xiàn)了腫瘤的選擇性殺傷,對正常組織無毒副作用,且伴隨著藥物在活體內(nèi)的釋放自組裝體系的磷光逐漸點(diǎn)亮,可在治療的同時指導(dǎo)藥物釋放的時間、部位和效率,對開發(fā)多模式協(xié)同治療的癌癥診療體系具有指導(dǎo)意義。
(A)磷光金屬釕配合物介導(dǎo)的診療型自組裝納米體系在腫瘤組織選擇性釋放化療藥物并實時追蹤藥物釋放過程;(B) 錸配合物Re-dca有效逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞的有氧糖酵解代謝途徑。
兩項研究成果連續(xù)發(fā)表在生物醫(yī)學(xué)知名期刊《Biomaterials》,分別為 “Targeted reversal and phosphorescence lifetime imaging of cancer cell metabolism via a theranostic rhenium(I)-DCA conjugate, Biomaterials, 2018, 176, 94-105” 以及“Cancer-Specific Chemotherapeutic Strategy Based on the Vitamin K3 Mediated ROS Regenerative Feedback and Visualized Drug Release in Vivo, Biomaterials, 2018, 185, 73–85”。 楊靖博士和2016級博士生楊剛剛分別為論文的第一作者,曹乾博士和毛宗萬教授為共同通訊作者。
上述研究工作得到了國家973項目,國家重點(diǎn)項目,國家自然科學(xué)基金,廣東省自然科學(xué)基金和廣州市科技計劃項目的資助。
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.08.065
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.05.040
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