近几十年来,多肽或聚氨基酸因具有特殊的生物活性和良好的生物相容性且易于合成和化学修饰,已被广泛用于各种生物医学应用,比如药物控制释放,生物传感以及组织工程等领域。然而,合成步骤复杂、高成本以及提纯工艺复杂等因素限制了多肽或聚氨基酸广泛应用。因此,开发一种简单且低成本的多肽制备策略对于拓宽其在生物医学领域的应用以及开发低碳技术的医用生物材料十分重要。
中山大学吴钧教授课题组长年专注于开发新型生物医用高分子材料用于药物载体。最近,该课题组针对聚氨基酸材料的制备和应用需要,提出绿色经济低碳思路,以亚硫酰氯为催化剂,苯丙氨酸(Phe)为模型氨基酸在溶剂中通过一步合成策略简单快速且经济地构建了一系列含有重复短Phe序列(长度约为3-10个残基)的聚苯丙氨酸(PPhe)家族。实验表明以该类聚合物制备的纳米载体具有良好的生物相容性和可生物降解性,尺寸合适,载药量高(>12wt%)且能够在肿瘤部位大量聚集,在结直肠癌动物模型中取得较好的治疗效果。相关工作以“One-Step and Facile Synthesis of Poly(phenylalanine) as a Robust Drug Carrier for Enhanced Cancer Therapy”为题,发表于《ACS Applied Materials & Interfaces》。
本文要点:
1)一步法快速制备的PPhe可通过自组装方式包载小分子化疗药物并在细胞内发挥抗肿瘤作用。
2)PPhe被成功制备且可自组装成纳米粒,该纳米药物载体具有合适的粒径(~100 nm)和很好的稳定性及载药能力。
3)探索聚苯丙氨酸纳米药物载体在CT26细胞内的凋亡机制。
4)PP-NPs药物载体具有良好的血液相容性,且静脉注射后具有血液循环时间延长,肿瘤聚集率高的特点。
5)PP-NPs纳米药物载体在CT26荷瘤小鼠治疗中表现出优异的抗肿瘤功效
本研究着眼于低碳简单高效的目的,通过传统且简便的聚合策略,开发了一种具有高药物负载能力和良好稳定性的PPhe纳米递送平台用于肿瘤化疗。体内抗肿瘤结果表明,这些纳米颗粒在静脉注射后具有较长的血液循环时间和更高的肿瘤聚集性,这增强了对 CT26 细胞的杀伤作用,同时减轻了与PTX相关的毒性。总体而言,该研究表明一步简单合成的低分子量聚氨基酸材料可以构建纳米平台有效地递送小分子药物,并为合成多肽或聚氨基酸提供一种简便的合成策略。
论文第一作者为中山大学生物医学工程学院在读博士生孟亚彬,通讯作者为吴钧教授。本研究工作得到国家自然科学基金、广东省创新团队及深圳科技计划项目的大力支持。
文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c13013
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