今天與大家分享一篇近期發(fā)表在Macromolecules上的研究進(jìn)展，題為：Aptamer-Conjugated Micelles for Targeted Photodynamic Therapy Via Photoinitiated Polymerization-Induced Self-Assembly。本文的通訊作者為美國佛羅里達(dá)大學(xué)的Brent S. Sumerlin教授。
光動力療法是一種新興的癌癥治療方法。一般來說，該治療方法需要將光敏劑遞送進(jìn)腫瘤部位，然后用光照激發(fā)光敏劑?；罨墓饷魟⒛芰總鬟f給O2，產(chǎn)生細(xì)胞毒性的活性氧物種，如1O2，它可以氧化細(xì)胞內(nèi)的生物大分子，使細(xì)胞死亡。相較于傳統(tǒng)療法，光動力療法有許多優(yōu)勢，例如：通過控制光照部位，可以很大程度上減少對健康組織的損傷；通過控制光照強(qiáng)度和波長，可以精確調(diào)節(jié)治療劑量。光損傷只發(fā)生在光敏劑聚集的部位，因此將光敏劑準(zhǔn)確地遞送進(jìn)腫瘤部位是至關(guān)重要的。納米粒子是常用的藥物遞送載體，可以用于包載疏水藥物，并且可以提供多個(gè)位點(diǎn)用于細(xì)胞特異性的靶向修飾。絕大多數(shù)納米粒子藥物遞送方面的研究都利用腫瘤的EPR效應(yīng)實(shí)現(xiàn)被動的靶向效果。
本文作者利用聚合誘導(dǎo)自組裝（Polymerization- Induced Self-Assembly, PISA）方法制備了一種光活性的納米粒子，并在納米粒子表面通過疊氮-炔烴環(huán)加成方法修飾了DNA適配體，賦予了納米粒子主動的腫瘤靶向功能。該納米粒子具有光動力治療癌癥的應(yīng)用前景。
作者首先通過可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合（Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization，RAFT）制備了PISA納米粒子。作者使用玫瑰紅（Rose Bengal，RB）為光敏劑，制備了玫瑰紅甲基丙烯酸酯單體，并將其作為聚合單體之一，通過PISA方法，使玫瑰紅共價(jià)連接在納米粒子上，有效地防止了光敏劑的浸出；同時(shí)，玫瑰紅也作為光催化劑，催化RAFT反應(yīng)的進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)自催化的PISA過程。作者還用疊氮基團(tuán)修飾了大分子鏈轉(zhuǎn)移劑末端，使得自組裝形成的納米粒子表面能夠與炔基發(fā)生環(huán)加成反應(yīng)，納米粒子制備流程如圖1所示。
圖1. 納米粒子的制備流程示意圖。
玫瑰紅作為PISA反應(yīng)的光催化劑，使得該反應(yīng)可以通過開關(guān)燈來控制——RB吸收590-595 nm的低能量黃光，當(dāng)黃光燈打開時(shí)，聚合反應(yīng)發(fā)生，當(dāng)黃光燈關(guān)閉時(shí)，聚合反應(yīng)停止，并且再度開燈時(shí)反應(yīng)速率幾乎不變（圖2）。另外，作者還提到，在無光條件下，150 mg/mL濃度的納米粒子在室溫下可以保存半年以上，并且支持4℃保存和凍干保存，性質(zhì)十分穩(wěn)定。這可能與其惰性的外殼有關(guān)。
隨后，作者在PBS中驗(yàn)證了納米粒子在黃光照射下產(chǎn)生1O2的能力，與預(yù)期相符，如圖3所示。
為了使納米粒子對腫瘤組織具有靶向選擇性，作者用Sgc8適配體對納米粒子表面進(jìn)行了修飾，流程如圖4所示。Sgc8適配體對于結(jié)腸癌細(xì)胞（HCT116）有著特異性的高親和力。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，適配體修飾過的納米粒子能更好地被HCT116癌細(xì)胞攝取，如圖5所示。但不足的是，作者并沒有進(jìn)行動物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該納米粒子的體內(nèi)抗癌效果。
總的來說，作者使用PISA方法一鍋法制備了負(fù)載有光敏劑的納米粒子，該納米粒子的表面可被適配體修飾從而具有靶向能力。并且，共價(jià)負(fù)載于其中的玫瑰紅光敏劑可產(chǎn)生1O2，使這種材料有應(yīng)用于光動力治療的潛力。
作者：SYM 審校：WS
DOI: 10.1021/acs.macromol.1c01276
Link: https://doi.org/10.1021/acs.macromol.1c01276
