我校袁其朋教授与刘惠玉教授合作在《Angew. Chem. Int. Ed.》发表研究论文

发布时间:2019-07-22

  近日,我校生命科学与技术学院、化工资源有效利用国家重点实验室袁其朋教授与刘惠玉教授合作在国际化学期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》发表题为“Activation of Prodrugs by NIR-Triggered Release of Exogenous Enzymes for Locoregional Chemo-photothermal Therapy”的研究论文,首次开发了一种用于局部热化疗的近红外光激活外源酶-原位生药治疗方式,实现了化疗药物莱菔素(Sulforaphene)与光热疗法(PTT)的联合用药,在体内外均表现出优异的肿瘤治疗效果。

  前药是一种常见的肿瘤化疗治疗策略。利用肿瘤组织中过表达的酶帮助前药在肿瘤部位特异性转化。然而,这种前药转化治疗策略依然受限于内源酶种类少、可调节性差等。为了扩大前药的范围,研究人员尝试采用MOF、有机聚合物等载体将外源酶靶向递送至肿瘤部位。但酶的不可控释放依然是不可忽视的限制性因素。最近,近红外(NIR)光介导的纳米药物控制释放受到了相当多的关注。受纳米粒子的光热特性的启发,该研究团队设计了一种NIR光控蜂窝状纳米多孔脂质体金载体(HGNs)来包封外源酶,其可在酶活屏蔽状态下通过被动靶向效应递送至肿瘤部位,然后在808 nm激光刺激下实现肿瘤部位原位生药。与此前的酶-前药治疗方式相比,该技术具有如下优势:1)封装于脂质体金内的外源递送酶可有效屏蔽酶活,避免了全身响应造成的系统性毒性,同时有效增加酶在肿瘤部位的积累;2)通过近红外光激活外源酶在肿瘤部位定点释放,实现了前药转化的时空靶向性;3)由近红外刺激脂质体金引发的温热以及肿瘤部位固有的微酸环境可以提升酶的催化活性,从而大幅度提高前药的转化率;4)化疗药物在通过抑制PI3K-AKT信号通路诱导癌细胞凋亡同时抑制热休克蛋白90(Hsp90)的功能,解除了肿瘤细胞对热刺激的保护,使光热治疗效果得到显著改善。

  论文第一作者为北京化工大学生命科学与技术学院博士研究生程立和硕士研究生张凤荣,通讯作者为袁其朋教授和刘惠玉教授。

附简介:

  袁其朋教授,教育部“长江学者”特聘教授,长期从事植物天然活性成分分离、生物合成等领域的研究工作,在“植物天然活性成分提取装备、分离介质及工艺、前体物酶转化新方法、合成天然产物高效细胞工厂构建”等方向取得了重要成果,为发展我国健康产业做出了重要贡献。获授权发明专利50 余件,获国家科技进步二等奖1 项、省部级特等奖1 项、一等奖2 项、二等奖2 项;SCI 他引5000余次,H 因子42。

  刘惠玉教授,北京化工大学博士生导师,国家优秀青年科学基金获得者。2015年被聘为北京化工大学生命学院教授,加入“软物质科学与工程高精尖创新中心”与“有机无机复合材料国家重点实验室”。长期从事纳米生物材料的合成,在光控肿瘤治疗方向取得了重要进展。先后主持5项国家自然科学基金。在Angew. Chem. Int. Ed.,Adv. Mater.,ACS Nano 等国际期刊发表论文70余篇,引用4100余次,当期1%ESI高被引论文7篇,H因子30。

 


 

图用于局部热化疗的近红外光激活的外源酶-原位生药示意图