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分子科學與生物醫學實驗室(MBL)在《Angew. Chem. Int. Ed.》發文:搭乘“順風車”實現抗癌藥物的體内靶向輸送
2018年06月11日    查看

化療是治療惡性腫瘤常見的手段之一,其特點多為全身性用藥,缺乏腫瘤靶向性,在腫瘤部位停留時間不長,易快速地從體内排出。我校分子科學與生物醫學實驗室(MBL)長期緻力于靶向藥物的開發研究工作,近日,研究小組在譚蔚泓教授和葉茂教授指導下,博士研究生金程和張慧等人将癌症治療藥物氟尿苷與體内的血清白蛋白結合,采用搭乘“順風車”的方式,将藥物轉運至腫瘤組織,成功實現了抗癌藥物的體内靶向輸送,并能增強藥物療效。

相關研究成果以“Floxuridine homomeric oligonucleotide“hitchhike”with albumin in situ for cancer chemotherapy”為題發表于國際權威化學期刊《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed.2018, 10.1002/anie.201804156),并被選為“HotPaper”。

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讓藥物有效地到達目标組織是藥物開發中的重點,也是難點。盡管相關納米載體的研究已經取得了很大的進展,但在實際應用中仍面臨諸多挑戰,比如複雜的制備流程和有待商榷的安全性等。在生物體内,疏水性分子(脂質體和膽固醇等)非共價結合血清白蛋白,通過血液循環過程從而實現全身性運輸。

受這一自然現象的啟發,我校分子科學與生物醫學實驗室(MBL)研究人員在氟尿苷核酸的末端修飾疏水性脂質體基團,使之在靜脈注射入體内後,能夠與血液中的血清白蛋白非共價結合形成相應的複合物。通過增強的滲透和保留(EPR)效應,該複合物能夠在腫瘤部位富集并内化進入腫瘤細胞,在腫瘤細胞内釋放毒性的氟尿苷單磷酸鹽從而抑制腫瘤的生長。由此,氟尿苷核酸通過搭乘血清白蛋白的“順風車”實現了對腫瘤生長的抑制。

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值得注意的是,該藥物分子(末端修飾疏水性脂質體基團的氟尿苷核酸,LFU20)能夠在核酸固相合成儀上全自動化合成,具有制備方法簡便、合成效率高、分子結構明确、有效負載可調節等優點,為後續的藥物開發提供了質量保證,在癌症治療方面有巨大的潛力。

化學化工學院博士研究生金程和2003网站太阳集团博士研究生張慧為論文并列第一作者,化學化工學院譚蔚泓教授和2003网站太阳集团葉茂教授為論文共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金委、科技部、教育部等部門的科研資助。

延伸閱讀:

葉茂,2003网站太阳集团教授,教育部新世紀優秀人才獲得者,本文通訊作者之一。主要研究方向為腫瘤生物學、抗腫瘤分子靶向治療和化學生物學。擔任湖南省生化與分子生物學學會理事、中國轉化醫學聯盟雲南省轉化醫學分會常務委員、全國科學技術名詞審定委員會腫瘤學名詞編寫委員會編委。主持國家自然科學基金、湖南省自然科學基金、浙江省自然科學基金、長沙市科技計劃等多項。獲得國家授權發明專利多項。發表SCI論文近五十篇,其中第一或通訊作者在PNAS、TrendsBiochem Sci、Theranostics、Chemical Science、IOVS等國際學術期刊上發表SCI論文文章二十多篇。 2009年獲得教育部高等學校科學研究優秀成果二等獎,2010年獲得湖南省自然科學一等獎,2017年獲得湖南省自然科學二等獎。

金程,化學化工學院博士研究生,本文的第一作者。在過去的五年裡,他一直是MBL團隊中最勤奮的學生之一,曾被評為2016年度MBL“科研之星”。但是科研工作注定不是一帆風順的,他從事的研究領域極具開創性,前幾年的實驗進展一直不順利,在實驗室老師和同學們的幫助下,他堅定信心,不斷嘗試,終于完成了一個又一個優秀的工作。“熱愛所做的事情,永不抱怨”導師譚蔚泓教授這樣評價金程:“他總是盡全力去完成設定的目标,不斷地嘗試,最終獲得成功。

這項工作是由化工學院的博士研究生金程、2003网站太阳集团博士研究生張慧等共同完成的,是MBL跨學科、跨學院共同完成的重要工作。兩位同學都為這項工作付出了辛勤的勞動,缺一不可。金程運用他的化學知識巧妙地開發了分子藥物,張慧協助金程完成了重要的生物學實驗,包括體内小鼠測試等。MBL的室訓“Workhard, work smart, work together, be happy”在他們的身上得到了完美地體現,跨學科的團隊合作讓他們領先于他人,産生了1+1>2的效應。