Angew. Chem. Int. Ed.：水凝膠中藥用蛋白的光控釋放

【引言】

重組蛋白和單克隆抗體技術的出現使生物大分子成為新藥物的有效來源。生物大分子藥物的使用徹底改變了疾病的治療，但是它的半衰期短，需要頻繁注射給藥。因此亟需一種藥物輸送系統作為一個儲存器用來隨需所變地遠程控制藥物的釋放。

【成果簡介】

最近，澳大利亞聯邦科學與工業研究組織的Timothy C. Hughes和北京化工大學譚天偉院士（共同通訊作者）等人通過水凝膠內部的金納米粒子之間的光熱作用發展了一種簡單的光觸發的藥物輸送系統。在可見光的照射下導致局部升溫進而引起水凝膠軟化而釋放藥物，而藥物的釋放可由金納米顆粒和瓊脂糖的濃度、光照強度、曝光時間來進行調控。重要的是，釋放的安維汀藥物仍然具有很高的生物活性，并在眼部疾病治療方面具有一定的療效。該成果以“Photo-Modulated Therapeutic Protein Release from a Hydrogel Depot Using Visible Light”于12月5日發表在Angew. Chem. Int. Ed.期刊上。

【圖文解讀】

示意圖1 可見光調控藥物輸送系統

基于負載聚合物功能化的金納米顆粒水凝膠非侵入式重復給藥

圖1 光控升溫及水凝膠中釋放生物大分子藥物

水凝膠負載0.01% w/w金納米顆粒釋放安維汀或阿瓦斯汀。未負載金納米顆粒的水凝膠作為對照。水凝膠用藍光激發（508mWcm-2,400-500nm）10分鐘三次。

圖2 比較不同蛋白質在有光照和無光照下的釋放速率

由各自預負載的大分子藥物的濃度進行歸一化（牛血清白蛋白、免疫球蛋白、抗血管內皮生長因子如安維汀、雷珠單抗、康柏西普）。連續兩個開-關循環的可見光調控釋放。

圖3 釋放的安維汀的相對生物活性/血管生長因子結合活性

利用ELISA方法和紫外可見光譜法校準比較釋放的安維汀濃度，得出安維汀的生物活性相對于VEGF-165的結合活性達到83-90%。

圖4 抑制增殖實驗

安維汀的標準品和光控釋放表皮生長因子誘導臍靜脈內皮細胞增殖。細胞增殖由阿爾瑪藍轉染量化。

圖5 眼部的光熱成像

(a)未負載金納米顆粒的凝膠在尸體牛眼部的成像圖。

(b)負載0.03% w/w的金納米顆粒的凝膠在尸體牛眼部的成像圖。

【展望】

瓊脂糖水凝膠的低毒性和多功能性，在治療慢性眼部疾病方面具有潛在的應用前景。

文獻鏈接：Photo-Modulated Therapeutic Protein Release from a Hydrogel Depot Using Visible Light (Angew. Chem. Int. Ed., 2016, DOI: 10.1002/anie.201610618)

本文由材料人生物材料組鄧宏華供稿，材料牛編輯整理。

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