近日,我校藥學院劉東飛教授團隊在學科頂尖期刊ACS NANO在線發表研究論文Programmable Nanostructure Assembly of a Paclitaxel Derivative Enables Tunable Anticancer Therapy via Hydrogen Bond Engineering。我校藥學院博士生馮國兵、唐暉和孟目的學院本科生謝樹毅為論文共同第一作者,博士研究生吳桐雨是論文的主要貢獻者,中國藥科大學為論文第一通訊單位。
藥物遞送系統的形貌直接決定其體內命運與釋放行為,進而影響療效與安全性。因此,精準調控藥物遞送系統形貌是優化藥物體內行為的關鍵。不同病理微環境對形貌的需求各異:某些疾病偏好纖長結構以提升組織滲透與滯留,另一些則更需要致密顆粒以提高細胞攝取。面向“一藥多病”的應用場景,如何在單一化合物上實現按需形貌切換尤為困難。在諸多非共價相互作用中,氫鍵憑借其適中強度和普遍性,能以高效率驅動分子自組裝并精細調控形貌。
圍繞這一命題,劉東飛教授團隊以紫杉醇這一結構復雜、抗腫瘤活性顯著的天然產物為模型,探索氫鍵驅動的形貌可編程裝配。團隊設計合成兩親性紫杉醇磷酸化衍生物(PTP),通過引入親水性磷酸基團增強氫鍵作用,自組裝形成納米纖維;進一步與聚乙二醇400(PEG400)或透明質酸(HA)共組裝,可分別獲得球形納米顆粒(PTP@PEG)與纖維束(PTP@HA),實現按需的遞送功能分配。在4T1乳腺癌小鼠中,靜脈給藥的PTP@PEG顯著延長體循環、降低腎臟蓄積并增強抗腫瘤效應;在結直腸癌腹膜轉移模型中,腹腔給藥的PTP@HA呈現持續釋放并取得良好療效。該研究系統展示了利用氫鍵調控實現藥物組裝形貌的精準控制,為單一藥物跨疾病場景的有效遞送提供了通用思路。
以上工作得到國家自然科學基金、江蘇省杰出青年基金、天然藥物活性組分與藥效國家重點實驗室和UMCG研究基金的資助。
文章鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c10267
圖1:主要結果匯總示意圖
(供稿單位:藥學院,撰寫人:劉華,審稿人:劉帆)