恶性肿瘤是威胁人类健康的主要疾病,化疗是治疗恶性肿瘤最简便有效的方法,迄今为止已经有50多个抗肿瘤药物得到美国食品药品监督管理局(FDA)的批准。然而,临床中广泛使用的小分子化疗药物普遍存在溶解性小、生物利用度低、选择性差、多药耐药性显著以及对正常组织毒副作用大等缺点。为了提高化疗药物的临床使用效率,上海交通大学的朱新远教授研究团队开展了新型纳米药物的研究,提出无载体、无化学修饰构建纳米自输送药物的新思路,将亲水性的抗癌药物与疏水性的抗癌药物通过分子识别形成两亲性纳米药物。
近年来,大量文献报道了各种纳米化的策略来输送抗肿瘤药物,将药物递送到癌细胞内,达到杀死癌细胞的目的。构建纳米药物的载体包括脂质体、聚合物和无机材料等。通常药物通过化学修饰或者物理包覆到这些载体材料中,但只有药物才是抗肿瘤的有效成分。然而,化学修饰可能会改变化疗药物的物理化学性质,而载体通常需要肾脏、肝脏等器官排出体外,有可能引起相关器官发生炎症或引起一些其它病症。此外,药物载体的尺寸也往往参差不齐,难以可控生产。
为解决这些难题,该研究团队提出利用抗癌药物之间的分子识别来构筑纳米药物自输送体系的新思路,这种策略能有效避免载体的引入以及共修饰带来的弊端。在各种化疗药物中,核苷类似物是一类重要的抗肿瘤药物。其作用机制是通过特异性干扰肿瘤细胞中DNA的合成、影响RNA转录过程或蛋白质的合成过程,或直接对这些大分子发生作用,抑制肿瘤细胞的分裂增殖,使之凋亡。结构分析发现,它们是嘧啶或嘌呤核苷的衍生物,其结构与DNA中的核苷酸非常相似。该研究团队从核苷类似物抗癌药物中选取了具有互补识别作用的一对抗癌药物,亲水性的抗癌药物氯法拉滨和疏水性的抗癌药物雷替曲塞两者之间可以通过分子识别在水溶液中直接组装形成稳定的纳米颗粒,无需借助任何载体或者化学修饰即可得到纳米药物。

细胞实验和动物评价证实了核苷类似物纳米药物能有效降低小分子药物的毒副作用,展示出比小分子药物更高的抗肿瘤活性,对肿瘤的抑制产生有效的协同作用。这种新型的纳米药物制备简单,不需要对药物进行任何化学修饰,有利于大规模生产,在未来的临床应用中具有较大的潜力。

这一成果近期发表在Journal of the American Chemical Society 上,文章的第一作者是上海交通大学的博士生王大力。
该论文作者为:Dali Wang, Chunyang Yu, Li Xu, Leilei Shi, Gangsheng Tong, Jieli Wu, Hong Liu, Deyue Yan, Xinyuan Zhu
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Nucleoside Analogue-Based Supramolecular Nanodrugs Driven by Molecular Recognition for Synergistic Cancer Therapy
J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 8797, DOI: 10.1021/jacs.8b04556
朱新远教授简介

朱新远,上海交通大学特聘教授、博士生导师,国家杰出青年基金获得者,上海交通大学化学化工学院院长,上海交通大学科学技术发展研究院常务副院长,金属基复合材料国家重点实验室副主任。
研究团队目前有教师12人、博士后14人、博士和硕士研究生60余人。该团队长期从事功能高分子、生物医用材料、纳米生物技术等研究,主持包括国家重点基础研究发展计划课题和国家自然科学基金委重大项目课题在内的几十项国家和省部级科研项目,已申请国家发明专利50余项,授权专利20余项,多项成果实现了产业化应用。
http://www.x-mol.com/university/faculty/12602

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