文献解读 | 智能纳米抗肿瘤药物带来新发现

通常我们所说的化疗，即通过化学药物消灭癌细胞，是最常用的治疗癌症的方法之一。化疗的治癌功效虽然明显，但是也会带来骨髓抑制、恶心呕吐、脱发等非常严重的副作用。

这是因为化学药物常常“敌我不分“，把正常细胞当成癌细胞去攻击。因此，寻求能够精准作用于癌细胞的靶向药物迫在眉睫。

纳米颗粒作为抗肿瘤药物，有着天生的优越性，主要体现在两个方面：第一，纳米颗粒具有高渗透长滞留效应（EPR），比起正常组织，更容易渗透进肿瘤组织，并且滞留时间长；第二，纳米颗粒可以灵活变换尺寸和容积，更好地发挥抗肿瘤效果。

尽管已经拥有了相对的优势，但纳米药物的研发仍然面临许多困难。比如，纳米颗粒释放药物产生的效应物质容易被降解，同时，药物还可能被缺氧细胞地P-糖蛋白泵出来，导致药物的利用率下降。所以，如何加强纳米颗粒释放药物的渗透和滞留是急需突破的事情。

 ▲ DOX- CaO2/MnO2 -MS纳米药物的作用原理

华中科技大学的Jun Luo, Xiang Ma,和Guangya Xiang团队，合作研发了一种用monostearin（MS）包被CaO2/MnO2的新型纳米载体，用它装载阿霉素（DOX）并作用于肿瘤时，MS外壳被肿瘤细胞中的脂肪酶水解，经过一系列化学反应，DOX和氧气从载体中释放，成功消灭肿瘤细胞。

死亡的肿瘤细胞继续释放已经暴露核心的载体，DOX在肿瘤细胞外基质中释放和扩散，进入肿瘤组织深处。同时，氧气减少了胞外基质中的胶原沉积，并抑制P-糖蛋白，有效增加药物在肿瘤组织中的滞留时间。

这项研究于2021年1月19日发表在国际期刊Acta Pharmaceutica Sinica B（IF=11.413（2021）），题为《A smart O2-generating nanocarrier optimizes drug transportation comprehensively for chemotherapy improving》。Xiaojuan Zhang、Chuanchuan He、Guangya Xiang为该研究的设计者。

▲ 该研究发表于国际期刊Acta Pharmaceutica Sinica B

那么，这种新型纳米药物抗肿瘤效果究竟如何呢？

首先，研究团队通过在人卵巢癌细胞系SKOV3上做体外测试，发现药物很快被细胞吸收。他们在培养基里添加DOX- CaO2/MnO2 -MS纳米药物，0.5小时后在细胞质中检测到DOX，4小时后DOX进入细胞核。

对SKOV3进行缺氧培养，发现缺氧条件下药物对细胞的毒性增强。用该纳米药物处理SKOV3的MCTS(multicellular tumor spheroids)模型，24小时后即可到达组织深处，继续观察后，发现它能够很好地抑制MCTS模型的生长。

 ▲ DOX- CaO2/MnO2 -MS纳米药物对SKOV3细胞MCTS模型的生长抑制作用

其次，向SKOV3细胞异种移植的裸鼠注射DOX- CaO2/MnO2 -MS纳米药物（DiR标记），而注射后仅仅4小时，就在肿瘤组织中观察到荧光，说明该药物非常迅速且精准地靶标到肿瘤。相比于游离DOX，DOX- CaO2/MnO2 -MS，它对肿瘤的抑制效果更加明显。更令人欣喜的是，被注射新药的小鼠，其体重没有明显下降，这证明了药物具有安全性。

 ▲ 向模型鼠注射DOX- CaO2/MnO2 -MS后药物的定位及肿瘤的大小对比

DOX- CaO2/MnO2 -MS纳米药物，因其巧妙地设计，不仅能够将核心药物准确地递送到肿瘤组织，还能通过氧气抑制药物泄露，增加药物在肿瘤中滞留的时间，协同加强抗肿瘤疗效。该研究成果，在其他依赖于氧气的癌症治疗方法中，如光动力治疗，放射治疗和免疫治疗，将有望发挥巨大的应用潜力。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.apsb.2021.04.021

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