自由基治療在腫瘤治療中具有重要應用前景。比如,基于光動力學治療的自由基療法由于特異性高、毒副作用小等特點已在多種實體瘤相關研究中取得了良好的效果;5-氨基酮戊酸(ALA,光敏劑PpIX的前體)的自由基療法已經被美國FDA批準廣泛用于臨床的腫瘤治療。然而,由于ALA在胞內的天然轉化,胞內光敏劑PpIX會被轉化為無光敏活性的血紅素(heme),導致胞內自由基的產生發生中斷,嚴重限制了基于ALA的腫瘤治療效果。
近期,受到ALA天然生物轉化過程(ALA-PpIX-heme)的啟發,鄭州大學藥學院史進進教授和劉軍杰教授團隊開發了一種不間斷ROS發生器(URG),通過細胞內的自組裝將無用的heme轉化為過氧化物酶模擬物,“變廢為寶”,實現胞內自由基的持續性產生,并考察了其對黑色素瘤的治療潛力。
該URG是通過將負載ALA的聚酰胺-胺樹狀大分子包裹在紅細胞膜囊泡中,并進一步使用具有G-四聚體結構的AS1411在其表面修飾而制備的。URG通過“變廢為寶”策略實現“1O2-?OH”不間斷的產生:i)PpIX在激光照射下產生1O2;ii)無光敏活性的代謝物heme與AS1411自組裝,催化H2O2轉化為?OH。有趣的是,線粒體中特異性產生的1O2和細胞核中的?OH進一步增強了自由基誘導的損傷。作者已經證明URG在照射后6 h仍能持續產生自由基,而且是非組裝組的3.3倍,在體內腫瘤消退達到80%。
圖2 AS1411與heme在溶液中的自組裝驗證,以及通過自組裝形成的過氧化物酶模擬物的催化活性的考察
該工作以Intracellular self-assembly driven uninterrupted ROS generator augments 5-aminolevulinic acid-based tumor therapy為題發表在《Advanced Materials》雜志。劉軍杰教授、張開翔教授和張云教授為通訊作者,史進進教授和碩士研究生聶衛敏為該論文共同第一作者。該工作得到國家自然科學基金委面上項目、河南省創新人才支持計劃、國家博士后科學基金、河南省青年人才培養基金會、河南省杰出青年科學基金等項目支持。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202201049
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