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中國(guó)藥科大學(xué)陳維課題組 ACS AMI：基于超支化聚碳酸酯的超小兩性離子膠束介導(dǎo)腫瘤高效富集

2023-01-13 來(lái)源：高分子科技

關(guān)鍵詞：超支化聚碳酸酯開(kāi)環(huán)聚合超小兩性離子膠束血液長(zhǎng)循環(huán) 抗腫瘤

兩性離子材料作為PEG的替代品，具有更強(qiáng)的水化能力，在抗蛋白質(zhì)吸附、抗生物膜形成和提高蛋白質(zhì)穩(wěn)定性等方面展現(xiàn)優(yōu)勢(shì)。目前兩性離子聚合物主要通過(guò)可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合（RAFT）和原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）的方式獲得，其體內(nèi)降解性能較差，可能造成累積毒性影響長(zhǎng)期使用。生物可降解兩性離子聚合物的開(kāi)發(fā)將會(huì)推動(dòng)此類材料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。

近期，中國(guó)藥科大學(xué)工學(xué)院陳維教授團(tuán)隊(duì)利用“一鍋法”開(kāi)環(huán)聚合環(huán)碳酸酯單體制備了功能型超支化聚碳酸酯，后可控修飾羧酸甜菜堿獲得生物可降解的兩性離子超支化聚碳酸酯，用于解決納米載體應(yīng)用過(guò)程中的體內(nèi)快速清除、腫瘤部位富集、滲透差和細(xì)胞攝取效率低等問(wèn)題（圖1）。

圖1 兩性離子超支化聚碳酸酯的合成

研究人員利用兩性離子超支化聚碳酸酯直接水溶自組裝，隨后紫外光照得到交聯(lián)兩性離子化膠束（X-CBM）。靜脈注射后，相較未交聯(lián)兩性離子化膠束（CBM），X-CBM能維持膠束結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，避免被解離成單聚體而發(fā)生快速的腎臟清除。在注射12 h后小鼠血液仍呈現(xiàn)出明亮的熒光信號(hào)，交聯(lián)結(jié)構(gòu)和兩性離子化外殼顯著延長(zhǎng)了膠束的血液循環(huán)時(shí)間（圖2A-B）。在荷瘤小鼠模型中，X-CBM隨時(shí)間累積在腫瘤部位實(shí)現(xiàn)明顯富集并長(zhǎng)時(shí)間滯留（>120 h）（圖2C）。腫瘤中X-CBM含量遠(yuǎn)高于PEG化膠束（X-PEGM）且在正常器官肝臟、脾臟中分布較低（圖2D,E），這表明X-CBM在血液循環(huán)過(guò)程中能有效逃避RES系統(tǒng)的清除。蛋白結(jié)合-解離常數(shù)證明X-CBM與血清或免疫球蛋白（IgG）有著更低的結(jié)合力，導(dǎo)致其在體內(nèi)與X-PEGM有著明顯的藥代動(dòng)力學(xué)行為（圖3A）。X-CBM表現(xiàn)出的血液長(zhǎng)循環(huán)、腫瘤高富集、長(zhǎng)滯留等特點(diǎn)也使其載紫杉醇藥物后在4T1皮下瘤小鼠模型上表現(xiàn)出有效的腫瘤抑制效果（圖3B-D）。該研究工作以"Robust Construction of Super-Small Zwitterionic Micelles Based on Hyperbranched Polycarbonates Mediate High Tumor Accumulation"為題發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces上。文章第一作者是中國(guó)藥科大學(xué)博士研究生趙昌順，通訊作者為中國(guó)藥科大學(xué)黃德春教授和陳維教授，該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。

圖2 膠束在的藥代動(dòng)力學(xué)和活體熒光成像分析

圖3 膠束與血清的解離常數(shù)測(cè)試（MST）和藥效學(xué)評(píng)價(jià)

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.2c20056

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（責(zé)任編輯：xu）

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