PEG修饰金属有机框架装载辐射防护药物
研究背景:
辐射损伤防护是医学领域重要挑战,小分子辐射防护剂存在口服效果差、生物体内半衰期短等缺点,基于纳米材料的药物释放系统可以减少副作用、提高疗效。金属有机框架材料(MOF)具有比表面积高、载药量大、生物可降解的优点,在药物释放领域显示出了巨大应用前景。
研究进程:
近日,放射所辐射损伤救治研究室田红旗团队将WR-1065等小分子辐射防护剂装载到金属有机框架材料MIL-101(Fe)中,延长了药物分布半衰期。通过Click反应对该MOF表面实施高密度、深层次PEG功能化修饰,增加了载体的稳定性和肠膜透过性,使其口服有效。经过聚乙二醇修饰后药物辐射防护效果提高,增加了这些纳米粒子的渗透性和稳定性。体外研究表明,与游离WR-1065相比,基于MOF的辐射防护剂具有较低的细胞毒性,其通过清除累积的活性氧和抵抗辐射后的DNA损伤提高了细胞活力。该MOF装载辐射防护剂可使受照小鼠外周血细胞数、造血干/祖细胞(HSPC)数目和造血祖细胞克隆形成功能等指标显著改善。通过研究我们发现造血系统损伤的改善可能是药物通过抑制造血细胞凋亡实现,相关蛋白BAX和BAK表达上调, BCL-XL表达下调。本研究得到一种分布半衰期长可口服的MOF装载辐射防护药物,为辐射防护药物设计开发提供了新思路。
论文:Chemical Engineering Journal (IF: 8.355)
第一作者:曹健
通讯作者:田红旗
J. Cao, X. Li, X. Wang, K. Li, Y. Liu, H. Tian, Surface PEGylation of MIL-101(Fe) nanoparticles for co-delivery of radioprotective agents, Chemical Engineering Journal 384 (2020) 123363