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國家自然科學獎二等獎:高分子遞藥載體的構筑與功能調控研究

讓腫瘤細胞自愿“分享”藥物

發(fā)布時間:2024-06-24來源:潮新聞作者:何冬健 王湛 馬宇丹 陳永楠16

腫瘤靶向遞藥,簡而言之,就是將裝載抗腫瘤藥物的“包裹”精準地遞送到腫瘤細胞所在位置以進行治療。浙江大學化學工程與生物工程學院教授申有青團隊歷經(jīng)15年科研攻堅,發(fā)現(xiàn)了腫瘤主動“索取”藥物的新機制,并基于此機制構建了智能遞藥系統(tǒng),成功突破了“血管難出”和“瘤內難入”兩大瓶頸難題,顯著提升了靶向治療的療效。

6月24日,申有青團隊主持完成的“高分子遞藥載體的構筑與功能調控研究”項目榮獲國家自然科學獎二等獎。

在臨床實踐中,人們發(fā)現(xiàn)腫瘤血管孔隙稀少,使得遞藥系統(tǒng)難以從血管中“滲出”進入瘤內組織,同時這些遞藥系統(tǒng)也難以擴散至遠離血管的腫瘤深處,極大地限制了藥效的發(fā)揮。

既然遞藥系統(tǒng)自身的“被動擴散”效果有限,那么能否轉變思路,引導癌癥細胞進行“主動傳遞”呢?在這一思路的指引下,團隊首次發(fā)現(xiàn)了正電性高分子觸發(fā)細胞轉胞運的現(xiàn)象,即細胞能主動吞噬高分子載體,再將它從其他部位吐出來。基于這一發(fā)現(xiàn),團隊建立了腫瘤主動遞藥新機制——原本被動等待的腫瘤細胞被激活,它們不僅會主動將血液中的遞藥系統(tǒng)“抓取”至腫瘤組織,而且在自己“飽餐一頓”后,還愿意將藥物“分享”給其他腫瘤細胞。如此一來,原本在血液中艱難尋找通往腫瘤組織入口的遞藥系統(tǒng),現(xiàn)在可以輕松“滲透”到腫瘤內部,并全面清除腫瘤細胞,實現(xiàn)了腫瘤靶向遞藥的變革性療效。

在這一理論指導下,團隊利用γ-谷氨酰轉肽酶在胰腺癌等腫瘤中高表達的特點,設計并合成了酶響應性高分子聚合物。這種聚合物能在血液中保持電中性或電負性,而一旦進入腫瘤環(huán)境,則迅速“轉變”為正電性,促進遞藥系統(tǒng)跨細胞快速“接力”轉運。

團隊還致力于開發(fā)適合的高分子遞藥材料,為規(guī)?;a(chǎn)打下基礎。樹狀高分子因其結構明確、無毒而成為理想的遞藥載體,但同時也存在制備效率低、純化困難等諸多問題,無法規(guī)?;瘧谩a槍@些問題,團隊提出了不對稱單體對“正交雙點擊反應”的樹狀高分子合成新方法,簡化了合成步驟,提高了合成效率和產(chǎn)率,并確保了高分子結構的精準性。據(jù)悉,利用新方法,第五代樹狀高分子在一天內即可完成合成。

利用這些載體材料,團隊成功構筑了高效遞藥系統(tǒng),并詳細梳理了包括血液循環(huán)、血管外滲、瘤內滲透、細胞攝取和藥物釋放在內的五步級聯(lián)過程及各步對遞藥系統(tǒng)功能的矛盾要求。團隊提出了通過載體性質自適應來集成和協(xié)同遞藥系統(tǒng)各功能的原則,并建立了相應的載體性質調控方法,實現(xiàn)了遞藥系統(tǒng)的功能集成。

“我們團隊將繼續(xù)深入探索高分子結構與轉胞運能力之間的關系,發(fā)展功能集成型高分子的精準合成方法,構建更高效的遞藥系統(tǒng),為抗擊癌癥提供有力的武器?!鄙暧星嗾f。


(來源:潮新聞 2024年6與24日)