刘鉴峰团队开发了一种可增强10-羟基喜树碱抗癌活性的超分子水凝胶纳米药物
2021年1月11日，中国医学科学院放射医学研究所为第一单位在Acta Biomaterialia上发表题为“Supramolecular nanofibers increase the efficacy of 10-hydroxycamptothecin by enhancing nuclear accumulation and depleting cellular ATP”的最新研究成果。该研究开发了一种基于大环多胺的多肽水凝胶纳米载体，该纳米载体可以增强10-羟基喜树碱的核蓄积量的同时可以水解ATP，从而实现了增强10-羟基喜树碱抗癌活性的目标。该研究结果为开发用于癌症联合治疗的纳米药物提供新策略。
化疗是目前治疗肿瘤的主要手段之一。然而目前临床上应用的一些作用靶点在细胞核内的药物（例如喜树碱类）由于分子本身理化性质缺陷和耐药的产生导致这些药物细胞核蓄积量不足，最终导致药物的疗效不佳，这是癌症治疗领域亟待解决的问题。
研究表明大环多胺类具有催化水解ATP的作用，该类分子被广泛应用于抗癌领域。一些报道称细胞ATP的消耗与多药耐药细胞中肿瘤细胞的生长抑制和耐药性有关。此外，cyclen，cyclam等大环多胺类分子，在等于或低于生理pH（7.4）时可以质子化，且pH越低质子化程度越高。据文献报道，肿瘤环境的pH值往往低于生理pH值，这可能为大环多胺的质子化提供了有利条件。基于此，该团队将大环多胺分子（cyclen）和抗癌药物（10-羟基喜树碱）共价连接于自组装多肽制备成了水凝胶纳米药物（HCPT-FFFK-cyclen）。该纳米药物具有以下优势：它可通过水解ATP来增强抗癌剂的抗癌活性和逆转癌症耐药性；(2)它可增加纳米纤维的细胞和亚细胞积累，因为阳离子纳米材料对带负电荷的细胞膜和细胞核具有高亲和力。
作者通过加热冷却方法得到了具有纳米纤维结构的半透明状的水凝胶。作者通过体内外实验结果发现由两亲性HCPT-FFFK-cyclen形成的超分子水凝胶可显著增强10-羟基喜树碱细胞摄取率和细胞核积累量，同时增强了其体外对各种肿瘤细胞系（包括耐药细胞系）的抑制活性。此外，HCPT-FFFK-cyclen纳米纤维显示出优异的体内抗癌性能和良好的生物相容性。因此，我们的策略可为逆转肿瘤耐药并推动纳米医学在癌症治疗中的进展提供一种新的选择。
该研究得到博士后科学基金面上（2019M650578），国家自然科学基金（81722026和81971731），天津市科学基金（18JCJQJC47300）等资助。中国医学科学院放射医学研究所刘鉴峰员论文的通讯作者，中国医学科学院放射医学研究所博士后郭庆祥和青岛科技大学硕士研究生刘一凡为论文的共同第一作者。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1742706121000131
郭庆祥/图文
