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北京大學高衛(wèi)平教授團隊 JACS：乏氧響應型高分子-藥物偶聯(lián)物促進藥物滲透和抗腫瘤效果
2023-01-09  來源：高分子科技

  乏氧是實體瘤微環(huán)境的一大特征，腫瘤血管異常，腫瘤細胞的快速增殖，使得血管中的氧供低于細胞增殖的氧氣消耗。乏氧與腫瘤的異常增殖，侵襲和轉(zhuǎn)移，治療抵抗高度相關。然而，乏氧也為腫瘤靶向治療提供了潛在機會。


  近期，北京大學跨學部生物醫(yī)學工程系高衛(wèi)平教授課題組通過定點原位聚合技術合成了具有乏氧響應性的蛋白質(zhì)-高分子偶聯(lián)物干擾素-聚氮氧化物（IFN-PODMA）（圖1 a）, IFN-PODMA可以被腫瘤乏氧區(qū)域高表達的CYP450酶還原為IFN-PDMA，腫瘤的微酸環(huán)境使得IFN-PDMA質(zhì)子化，質(zhì)子化的IFN-PDMA與帶負電荷的腫瘤細胞靜電吸附，通過靜電吸附介導的轉(zhuǎn)胞吞作用促使偶聯(lián)物向腫瘤深處滲透（圖1b）。靜脈注射后，IFN-PODMA在腫瘤組織中的保留與臨床使用的長效干擾素PEGASYS類似，但遠高于IFN（圖2a）。IFN-PODMA對體內(nèi)腫瘤和3D腫瘤細胞球（MTSs）的滲透性遠高于PEGASYS和IFN（圖2b，c）。同時，IFN-PODMA對黑色素瘤小鼠的抗腫瘤效果和對腫瘤組織細胞的殺傷性遠高于PEGASYS和IFN（圖 3）。這項工作首次揭示了藥物-聚氮氧化物偶聯(lián)物向腫瘤乏氧區(qū)域滲透的機制。
該工作以“Hypoxia-Triggered Bioreduction of Poly(Noxide)?Drug Conjugates Enhances Tumor Penetration and Antitumor Efficacy”為題發(fā)表在《J. Am. Chem. Soc》上。文章第一作者是北京大學未來技術學院博士生張龍帥。該研究得到國家自然科學基金委的支持。 


圖1 (a) Sortase A酶介導的蛋白質(zhì)連接和通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）在IFN的C端原位生長IFN-PODMA偶聯(lián)物；乏氧條件下，CYP450酶催化IFN-PODMA還原為IFN-PDMA；PDMA在酸性條件下進一步質(zhì)子化。(b) IFN-PODMA可以在體內(nèi)長循環(huán)（I）；一旦它進入腫瘤（II）；在腫瘤的乏氧區(qū)域被CYP450酶還原為IFN-PDMA（III）；質(zhì)子化的IFN-PDMA通過靜電吸附作用（IV）與帶負電荷的腫瘤細胞通過靜電吸附介導的轉(zhuǎn)胞吞作用（V），促使偶聯(lián)物向腫瘤深處滲透。  


圖2. (a) 靜脈注射IFN類似物后，在特定時間點的腫瘤中IFN的濃度。(b) 在體內(nèi)腫瘤中IFN類似物的滲透性。(c) 乏氧條件下，Cy5標記的IFN類似物對C8161腫瘤細胞球（3D MTSs）的滲透情況。 


圖3. IFN-PODMA在黑色素瘤小鼠模型中的抗腫瘤活性。(a)小鼠腫瘤生長曲線。(b) 小鼠的生存曲線。(c) 治療后的腫瘤組織的H&E染色。


  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.2c10188

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（責任編輯：xu）
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