靶向性介孔二氧化硅纳米载药体系在肿瘤诊疗中的应用

暨南大学化学系陈填烽教授团队一直致力于靶向二氧化硅纳米载药体系在肿瘤诊疗中的应用研究，近年来取得了重要突破，相继在Angewandte Chemie International Edition (2014, 53, 12532)、Advanced Functional Materials (2014, 24, 2754)、Biomaterials (2015, 51, 30)、Journal of Materials Chemistry B (2015, 3, 6338)、Chemistry-An Asian Journal (2015, 10, 2744)及ACS Applied Materials & Interfaces (2016, 8, 6811)等本领域重要期刊上发表系列论文。

恶性肿瘤严重危害了人类健康，目前所使用的传统化疗药物均存在严重的毒副作用，而纳米技术的出现为抗肿瘤药物设计提供了新思路。其中，介孔二氧化硅纳米材料由于其安全、低毒，具有较高的比表面积、较大的孔径和孔容，且表面易于修饰等特点，以该纳米材料作为载药体系的研究已逐渐进入了生物医药领域。陈填烽教授课题组近年来一直致力于二氧化硅纳米材料的功能化设计，并将其作为化疗药物的递送系统，探究其在肿瘤诊疗中的应用与潜在的作用机制研究。

为了解决金属配合物在肿瘤治疗中所面临的难题，陈教授团队设计合成出一种靶向性多肽RGD修饰的二氧化硅纳米载体，并将其作为金属配合物的传递系统，增强药物对肿瘤细胞和正常细胞之间的选择性，从而大大提高药物的抗肿瘤活性，并降低其毒副作用。RGD多肽的修饰能使纳米药物特异性识别并结合肿瘤细胞膜表面高表达的整合素受体，从而提高该纳米药物通过整合素介导的细胞吸收，实现药物对肿瘤细胞的靶向性。此外，研究发现，该靶向纳米药物抑制肿瘤细胞生长的潜在作用机制是通过激活细胞内的死亡受体通路，进一步诱导活性氧在细胞内的累积，从而引起DNA损伤，激活下游p53、AKT以及MAPKs信号通路，最终诱导细胞凋亡。基于以上实验结果陈填烽教授团队于2014年先后分别在本领域顶尖杂志Advanced Functional Materials (2014, 24, 2754)以及Angewandte Chemie International Edition (2014, 53, 12532)上发表，值得一提的是，其研究成果被Advanced Functional Materials杂志被作为封面文章发表，Materials Views China网站还进行了专题亮点报道。

基于靶向二氧化硅纳米体系所展现出的高效低毒的抗肿瘤活性，陈填烽教授团队在接下来的研究中同时将细胞穿膜肽和转铁蛋白对二氧化硅纳米体系进行修饰，在提高纳米药物的靶向性的同时增强其穿透细胞膜的能力。并将所合成的这种多功能纳米药物作为一种放射性治疗的增敏剂，实现同步放化疗的效果。这一研究结果于2015年发表在本领域1区杂志Biomaterials (2015, 51, 30)上。紧接着，基于肿瘤细胞与血管内皮细胞的生物化学相似性，设计合成了双重靶向肿瘤与血管细胞的二氧化硅纳米体系。发现该双靶向纳米药物能通过抑制血管细胞的生长来切断肿瘤细胞增殖所需营养，同时直接诱导肿瘤细胞凋亡，而最终实现抑制肿瘤与血管生成的双重治疗效果，该研究成果同年发表在本领域1区杂志Journal of Materials Chemistry B (2015, 3, 6338)上。此外，他们也探究了不同高分子聚合物对二氧化硅纳米体系的表面进行修饰所产生的不同生物学效应，其研究结果也于2015年被Chemistry-An Asian Journal (2015, 10, 2744)杂志作为封面文章发表。而为了进一步的探究纳米体系的尺寸对抗肿瘤活性的影响，陈教授课题组通过对碱性催化剂类型和浓度的改变合成出不同尺寸大小的介孔二氧化硅纳米粒子，并通过研究发现该靶向纳米体系对脑胶质瘤细胞的吸收量、滞留效率、渗透进入血脑屏障的能力以及抗肿瘤活性是具有尺寸效应的。该部分研究结果于2016年发表在本领域1区杂志ACS Applied Materials & Interfaces (2016, 8, 6811)上。基于该团队在靶向二氧化硅纳米体系抗肿瘤研究中所获得的一系列研究成果发现，介孔二氧化硅纳米材料可以作为一种理想的化学药物载体，实现其在肿瘤诊疗中的应用。这一系列的研究工作将为进一步开发靶点清楚、作用机制明确的新型靶向纳米药物或先导物在肿瘤诊疗中的应用提供科学依据。

该系列论文的主要参与者包括博士生贺利贞、硕士生尤媛媛及胡浩等。上述研究工作得到了中组部万人计划青年拔尖人才项目、国家高技术研究发展计划（863计划）项目、国家自然科学基金及广东省自然科学杰出青年基金等项目的资助。

相关文章链接如下：

1: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201407143/abstract

2: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201303533/epdf

3: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961215000800

4: http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2015/TB/C5TB00612K

5: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/asia.201500769/full

6: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.5b11730

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