苏州纳米所新型纳米载药体系研究取得系列进展

2011-4-08 11:03 来源: 中国科学院
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  纳米药物递送体系是指通过物理或化学方式将药物分子装载在纳米材料载体上,形成药物-载体的复合体系。它的主要优点包括:(1)能够显著提高靶区的药物浓度,从而改善药物的利用率和治疗效果,并降低药物的不良反应;(2)提高难溶性药物在水溶液中的溶解性;(3)将药物分子靶向递送至特定的细胞或器官;(4)可递送细胞难以摄取的生物大分子药物(如核酸、蛋白质)至细胞内的活性部位。因此,新型纳米载药体系是目前纳米生物医学领域的研究热点之一。

  最近,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张智军课题组在新型纳米药物载体研究方面取得系列进展,引起学术界的关注和兴趣。他们通过化学修饰氧化石墨烯,实现了抗癌药物阿霉素和喜树碱的可控联合载药和生物靶向递送,其在体外实验中表现出比单一载药更高的抗肿瘤效应 (Small, 2010, 6, 537-544),这项工作入选Small月度Top 10 most accessed articles。

  在此基础上,该研究组进行了氧化石墨烯用于序贯递送siRNA和DOX的研究。研究发现,阳离子聚合物聚乙烯亚胺(PEI)修饰的氧化石墨烯转染具有靶向肿瘤抗凋亡蛋白Bcl-2的siRNA进入细胞后,能显著的抑制Bcl-2蛋白的表达。序贯递送siRNA和阿霉素表现出显著的协同增强抗肿瘤效果(Small, 2011, 7, 460-464)。该工作发表后Wiley-VCH Materials Views China立即进行了Highlight报道。最近,张智军课题组进一步研究了PEI修饰的氧化石墨烯用于介导pGL-3的细胞转染。实验结果发现,该纳米载药体系显示出很高的转染效率(高于PEI 25K),表明功能化的氧化石墨烯有望成为一种新型高效低毒基因递送载体。基于该项研究结果的一篇论文最近已被国际著名学术期刊Journal of Materials Chemistry接收。

  在发展新型具有药物控缓释功能的无机纳米粒子药物载体方面,该课题组也取得新进展。他们将化学偶联阿霉素的磁性四氧化三铁纳米粒子包埋在表面修饰有聚乙二醇的多孔道二氧化硅基质材料中,制备了一种新型多孔道磁载药核壳纳米粒子。其多孔道壳层结构避免了饱和磁化强度严重下降,有利于磁靶向药物递送以及药物的控释(Chem Comm. 2010, 46, 8633-8635)。这项工作发表后被该刊物评为月度Top 10 most accessed articles。

  该研究组还利用轮状病毒结构蛋白VP6的自组装构建了病毒样颗粒(virus like particles,VLPs),并研究了其作为纳米靶向药物载体的可能性。与化学合成的纳米药物载体相比,VLPs具有生物相容性好、在体内不易聚集和容易分解代谢等优点。但目前VLPs往往通过真核表达或天然分离的方式获得,制备成本较高,工艺不易放大,大大限制了其广泛应用。针对这个难题,该课题组将基因克隆到原核表达载体上,转化大肠杆菌后,蛋白获得了高效表达。VP6蛋白经过复性后,再化学交联抗癌药物阿霉素和肝细胞靶向性配体乳糖酸,最后通过自组装,成功构建了VLPs纳米靶向药物载体 (Bioconjugate Chem. 2011, 22, 346-352)。

  上述工作得到了国家自然科学基金项目、国家重点基础研究发展计划、中国科学院知识创新工程项目和江苏省自然科学基金项目等经费支持。

  

  PEI修饰的氧化石墨烯用于序贯递送siRNA和抗癌药物阿霉素示意图