黑磷抗肿瘤多功能纳米制剂研究获进展

2019-11-13

  近日,中国科学院深圳先进技术研究院材料所(筹)研究员喻学锋团队和中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室研究员刘思金团队合作,在黑磷的抗肿瘤多功能纳米制剂研究领域取得新进展。相关工作“Black Phosphorus-Based Multimodal Nanoagent: Showing Targeted Combinatory Therapeutics against Cancer Metastasis”发表于化学领域刊物Nano Letters(2019, 19(8), 5587-5594)。喻学锋、刘思金为论文的共同通讯作者,生态中心博士汪顺浩是论文第一作者。

  癌症给全世界带来了相当大的健康负担。其中,乳腺癌是最普遍的癌症类型,并且是女性癌症死亡的主要原因。尽管原发性肿瘤导致了较高的发病率,但是大多数患者在切除经或未经化疗的原发性肿瘤后都有理想的预后。一旦肿瘤细胞转移到包括肺、骨和脑等在内的远端器官,该疾病便进入了无特效治疗策略可用的转移阶段,其死亡率占乳腺癌死亡率的90%以上。虽然,纳米医学在各个方面进行了持续的努力,但对于转移癌的特异性治疗途径依然知之甚少。

  最近,作为材料科学界的后起之秀,黑磷(BP)相对于其他二维纳米材料显示出优异的理化特性,在癌症的治疗和诊断中显示出巨大的潜力。实际上,由于其出色的载药量和转运能力,BP已经广泛用于药物/基因的转运以及光热/光动力治疗,并展示出令人鼓舞的肿瘤杀伤功效。然而,在开发具有组合效应的BP基多功能化纳米制剂实现肿瘤选择性靶向以及针对晚期癌症(尤其是转移癌)的特殊治疗等方面,仍然存在巨大的挑战。

  在近期的研究中,科研人员将黑磷量子点以及化疗药多烯紫杉醇(DTX)共载入聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA),合成了基于BP的多功能纳米剂(BP/DTX@PLGA)。荷转移瘤小鼠的体内分布结果显示,BP/DTX@PLGA对原发性肿瘤以及肺转移瘤均表现出优异的靶向性。此外,在近红外光诱导下,BP/DTX@PLGA表现出可控的热化疗组合治疗效应,显著地改善了单独光热肿瘤消融的治疗效率。机制研究发现,DTX的热释放以及热疗本身的协同效应诱发了肿瘤细胞的凋亡性死亡,进而导致了原发性肿瘤以及肺转移瘤的消亡。与此同时,小鼠体内和体外的结果进一步证实了BP/DTX@PLGA良好的生物相容性。此项研究为抑制癌症转移提供了一个潜在的多功能纳米治疗剂。

  以上研究工作得到科技部重点研发专项、中科院先导专项B和国家基金委项目的支持。

BP/DTX@PLGA抑制原发性肿瘤以及肺转移瘤示意图