癌症是全球公共卫生面临的重大挑战，严重威胁着人类的健康和生命。虽然目前已有多种治疗策略用于肿瘤治疗，但其毒副作用大、药物释放性能不理想等问题严重降低了癌症的治疗效果。随着超分子化学和材料科学的快速发展，超分子递送系统（Supramolecular delivery systems，SDSs）的出现是肿瘤治疗领域的一个重要里程碑，它为给药系统提供了一种新的设计原理和方法，有效提高了肿瘤治疗的有效性和安全性。其中，基于柱芳烃的刺激响应SDSs具有多刺激响应性、药物释放可控和组成多样等特点，已成为超分子化学领域的前沿课题。有趣的是，由于其独特的主客体相互作用和组分可调的特点，基于柱芳烃的SDSs能够响应肿瘤微环境和外部刺激而实现对所装载药物的可控释放，这有利于实现药物的按需释放并提高肿瘤治疗效果。

  近日，吉林大学化学学院杨英威教授团队联合吉林大学中日联谊医院刘林林院长团队和吉林大学生命科学学院讲师杨洁在Wiley旗下的Advanced Materials期刊上发表了题为“Pillararene-Based Stimuli-Responsive Supramolecular Delivery Systems for Cancer Therapy”的综述文章，作者系统总结讨论了近年来基于柱芳烃的刺激响应性SDSs在肿瘤治疗领域的研究进展，包括分子尺寸的SDSs、纳米自组装SDSs和纳米杂化SDSs（图1）。其中，分子尺寸的SDSs包括单分子体系及主客体复合物递送体系。纳米自组装SDSs根据其组装体的结构差异进一步分为囊泡、胶束和聚合物纳米粒子三类。在纳米杂化SDSs中作者重点介绍了基于柱芳烃的金属/非金属SDSs和多孔SDSs（介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs），金属有机框架（MOFs）和其它多孔聚合物材料）。同时，根据这些SDSs的组成，重点介绍了具有不同刺激响应特性的SDSs的构建策略、药物释放机理和抗肿瘤性能。此外，还讨论了基于柱芳烃的刺激响应性SDSs用于肿瘤治疗的前景和关键挑战。最后，作者充分论述了柱芳烃基SDSs在肿瘤治疗中的优势和存在的挑战，并对该领域未来的发展方向进行了展望。

图1. 基于柱芳烃的刺激响应性SDSs在癌症治疗中的应用

图2. 基于柱芳烃的分子尺寸SDSs在癌症治疗中的应用

图3.基于柱芳烃的超分子囊泡在癌症治疗中的应用

图4.基于柱芳烃的聚合物纳米粒子在癌症治疗中的应用

图5.基于柱芳烃的超分子胶束在癌症治疗中的应用

图6.基于柱芳烃的金属SDSs在癌症治疗中的应用

 图7.基于柱芳烃的非金属SDSs在癌症治疗中的应用

图8. 基于柱芳烃的解控二氧化硅纳米粒子在癌症治疗中的应用

 图9. 基于柱芳烃的金属有机框架纳米材料在癌症治疗中的应用

  该综述总结讨论了基于柱芳烃的刺激响应性SDSs的优势，包括（1）柱芳烃稳定的骨架结构和富电子的空腔在实现药物的封装和保护、提高药物溶解度、防止药物降解和增强药物稳定性等方面具有广阔的发展前景。（2）柱芳烃的空腔可以识别特定分子，如化疗药物、功能化治疗剂和前药，从而实现对治疗剂的靶向递送。通过合理设计和引入功能基团，所制备的SDSs可以识别和结合癌细胞表面的特定分子，从而增强SDSs的靶向性，减少对正常细胞的毒副作用。（3）通过合理的设计和合成，可以精确控制基于柱芳烃的SDSs的结构，实现对药物的可控递送从而满足肿瘤治疗的多种要求。（4）柱芳烃独特的主客体相互作用赋予柱芳烃基SDSs在pH值、温度、酶、离子、光和竞争剂等各种刺激下可控释放药物的能力，有利于提高靶向部位的药物浓度，减少副作用，提高疗效。最后作者分别论述了不同类型的柱芳烃基SDSs在肿瘤治疗中的挑战，（1）在分子级给药系统中，柱芳烃在体内的生物相容性和生物降解性还有待进一步研究。作为给药载体，必须考虑柱芳烃对人体的毒性和代谢作用，以确保其安全性和可持续性。（2）基于柱芳烃的纳米自组装体在肿瘤组织中的定位和渗透仍然是一个严峻的挑战。肿瘤的复杂组分和高压环境严重阻碍了柱芳烃纳米自组装体向肿瘤深部的有效渗透，导致给药效果不佳。此外，纳米级自组装体的毒副作用必须进行全面评估，以防止机体出现潜在的毒性或过敏反应，这必须通过严格的生物相容性研究和临床评估来确定。（3）虽然基于柱芳烃的纳米杂化材料可以提高药物的负载能力，并可结合多种治疗策略，但也面临着成分复杂和难以代谢的缺点。一些含有不稳定化学键的基于柱芳烃的和纳米杂化材料已被开发用于肿瘤治疗，以增强纳米载体的体内降解性。此外，对纳米杂化材料在体内的循环、代谢和排泄过程也进行了动物水平的研究，为基于柱芳烃的刺激响应性SDSs用于癌症治疗的进一步研究提供了理论指导。

  原文链接：

  Xin Li, Meili Shen, Jie Yang,* Linlin Liu,* and Ying-Wei Yang*, Pillararene-Based Stimuli-Responsive Supramolecular Delivery Systems for Cancer Therapy, Adv. Mater. 2023 DOI: 10.1002/adma.202313317.

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202313317