Nat Commun：发表肿瘤靶向新机制：助力癌症精准诊疗！
2019-11-05 佚名 BioArt
药物递送一直是人们关注的热点问题。传统的分子化疗药物和造影剂在体内会被快速代谢清除，所以生物利用度不到3%。纳米药物虽然具有被动靶向和主动靶向效应，但是在体内的滞留情况差强人意，很多情况下只有不到5％的注射剂量到达实体瘤。此外，大多数纳米药物通过非特异性摄入而沉积在肝脏和脾脏中，从而引起系统毒性。
药物递送一直是人们关注的热点问题。传统的分子化疗药物和造影剂在体内会被快速代谢清除，所以生物利用度不到3%。纳米药物虽然具有被动靶向和主动靶向效应，但是在体内的滞留情况差强人意，很多情况下只有不到5％的注射剂量到达实体瘤。此外，大多数纳米药物通过非特异性摄入而沉积在肝脏和脾脏中，从而引起系统毒性。
近日，国家纳米科学中心赵宇亮院士、王浩研究员与哈尔滨医科大学附属第四医院徐万海团队合作，在Nature Communications发表了题为：A tumour-selective cascade activatable self-detained system for drug delivery and cancer imaging的研究成果（第一作者安红维博士）。他们的团队构建了一种新型肿瘤选择性级联激活自滞留系统（TCASS），用于肿瘤的诊断和治疗。
为了解决药物高效递送问题，国家纳米科学中心王浩课题组基于活体自组装的策略，首次提出了一种全新的肿瘤靶向机制。那么什么是“活体自组装”呢？众所周知，生命体就是一个智能的“加工厂”，这个工厂每时每刻都在运转，根据“各个部门”的需求，将氨基酸、脱氧核苷酸等原料加工成具有生物功能的蛋白质和DNA等生物大分子，去维持生命活动的正常运转。受到这一过程的启发，他们提出了活体自组装的策略，外源提供小分子多肽原料，生命体会根据肿瘤部位的需求，将小分子多肽原料在肿瘤部位原位加工成具有“超能力”的纳米药物，一举消灭肿瘤君。然而，分布在其他器官的小分子多肽原料被代谢器官快速清除，降低了系统毒性。
该团队一直致力于发展体内原位自组装的新型生物纳米材料，系统研究了小分子药物在生命体中的自组装过程和机制，提出了聚集/组装滞留效应(aggregation/assemblyinduced retention (AIR) effect)，该效应能够提高造影剂或药物在病灶部位的滞留时间，增强了疾病的诊断和治疗效果（Adv. Mater. 2015， 27， 6125，Adv. Mater. 2016， 2， 254，Nano Letters， 2018， 18， 6229，Angew. Chem.Int. Ed. Engl. 2019，131，15431，Adv. Mater. 2019， 31， 1807175）。
该团队构建了一种新型肿瘤选择性级联激活自滞留系统(a tumour-selective cascade activatable self-detained system ， TCASS)作为肿瘤诊疗的一种新策略。在该系统中，小分子多肽经特异性识别肿瘤中过表达的X连锁凋亡抑制蛋白(X-linked inhibitor of apoptosis protein， XIAP)，该识别引发肿瘤细胞的caspase-3激活从而引发分子剪切，自组装形成的纳米纤维结构增强在肿瘤组织中的富集和滞留。系统研究了药物靶向富集、肿瘤渗透和器官竞争行为，揭示其在肿瘤部位蓄积和滞留机制。TCASS与典型的纳米载体材料相比，能增强肿瘤穿透能力，表现出高效的分子蓄积和滞留效应。同时，TCASS的代谢行为类似于小分子，可以从肝脏和肾脏迅速排泄，降低系统毒性。最后，作为一种药物递送系统，既可以增强传统化疗药物(例如DOX)的治疗效果，又可以降低其毒副作用。另外一方面通过偶联造影剂，TCASS显着提高了造影剂的特异性和敏感性，并在动物和人离体膀胱癌模型表现出良好的诊断效果。这项研究提供了一种全新肿瘤靶向机制，加速了纳米药物的应用步伐，为纳米药物的基础研究和临床转化开辟了新思路。
原始出处：
An HW1,2, Li LL1, Wang Y1,3, et al.A tumour-selective cascade activatable self-detained system for drug delivery and cancer imaging.Nat Commun. 2019 Oct 24;10(1):4861. doi: 10.1038/s41467-019-12848-5.
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