美國國立衛生研究院陳小元Angew. Chem. Int. Ed.：聚合物納米粒子負載谷胱甘肽響應的二聚體前藥在體內藥物追蹤和協同癌癥治療中的應用

【引言】

聚合物納米粒子在癌癥納米藥物中是一種重要的藥物載體。這種膠束的結構主要是由用于載藥的疏水內核和用于提高膠束穩定性的親水聚乙二醇組成。一些膠束，比如Genexol-PM、NK012和NK105被嘗試在臨床上使用，但目前都沒有成功。這些膠束所面臨的問題有較低的載藥量、過早的藥物釋放、無法實現藥物追蹤以及腫瘤組織內有限的藥物積累。為了解決這些問題，更多類型的膠束被設計和開發，但是其結構上的復雜性限制了其在臨床上的應用。與聚合物膠束相比，對小分子藥物的修飾更為簡單。二聚體前藥具有更高的載藥量和更長的藥物釋放時間。

【成果簡介】

近日，美國國立衛生研究院的陳小元教授課題組成員張福武博士和朱貴志博士等通過將對谷胱甘肽響應的二聚體前藥（HDMP）負載在聚合物膠束內而實現了超高的載藥率（59%）。HDMP將化學藥物喜樹堿（CPT）和光敏劑（HPPH），通過谷胱甘肽響應的二硫鍵連接在一起，實現了光動力學治療和化學藥物治療的腫瘤協同治療，以及熒光成像和PET成像的藥物追蹤。該成果以題為"Polymeric Nanoparticles with Glutathione-Sensitive Heterodimeric Multifunctional Prodrug for In Vivo?Drug Monitoring and Synergistic Cancer Therapy"發表在Angew. Chem. Int. Ed.上。

【圖文導讀】

圖1 對GSH響應的前藥HDMP的設計和工作示意圖

圖2?CPT-ss-HPPH納米粒子的表征結果

(a).CPT-ss-HPPH納米粒子的TEM圖

(b).CPT-ss-HPPH納米粒子在體外的藥物釋放

(c-d).各種不同物質在激光照射或不照射條件下的細胞毒性

圖3?負載HDMP的納米粒子對腫瘤的化療與光動力治療的協同治療

(a).含有HCT116腫瘤的小鼠在注射CPT-ss-HPPH納米粒子和HPPH納米粒子后不同時間點的PET圖像

(b).通過衰減矯正的PET成像定量腫瘤內藥物積累量

(c).注射48小時后器官中的藥物分布

(d).在經過不同處理后，腫瘤的增長曲線

【小結】

在這個工作中，作者設計了一種對谷胱甘肽響應的前藥，HDMP。這種藥物通過納米粒子的形式進入腫瘤中，同時實現化學藥物治療和光動力學治療。HDMP通過簡單的兩步反應合成，封裝在生物相容很好的PEG-b-PLA納米載體中，表現出很高的載藥量。同時，其藥物釋放速度比傳統的納米粒子慢10倍，從而實現了更長效的藥物釋放；通過熒光成像和PET成像來追蹤藥物釋放。最后，這種化學治療和光動力學治療協同的治療方法取得了不錯的效果。

文獻鏈接：Polymeric Nanoparticles with Glutathione-Sensitive Heterodimeric Multifunctional Prodrug for In Vivo?Drug Monitoring and Synergistic Cancer Therapy(Angew. Chem. Int. Ed., 2018,?DOI: 10.1002/anie.201801984)

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