手性存在于自然界的所有形式中,并在生物体中发挥着重要作用。氨基酸具有L-手性,而大多数糖类具有D-手性构型。天然酶由手性氨基酸组成,对底物的选择也具有手性特异性。手性在细胞新陈代谢、细胞命运决定、免疫反应和分子识别等各种生物过程中发挥重要作用。很多药物的手性也决定其治疗效果。同样,手性结构可能通过影响纳米材料与生物分子/细胞之间的相互作用,从而调控生物医学功能。因此,研究手性对这一相互作用的影响,将为纳米材料的设计提供重要的意义和价值。
中国科学院北京纳米能源与系统研究所李琳琳研究员与山东大学马保金研究员团队合作,发现了铜-半胱氨酸自组装手性纳米粒子(Cu-L-Cys NPs和Cu-D-Cys NPs)的手性决定了其化学动力学疗法(CDT)癌症治疗的效果。这是在他们前期研发的铜-半胱氨酸自组装纳米粒子用于肿瘤化学动力学治疗的基础上(J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 849-857;ESI高被引论文,被引用800余次),进一步深入探索的成果。
图一. Cu-L-Cys和Cu-D-Cys NPs的化学动力学性能。
图二. L-GSH与Cu-L-Cys或Cu-D-Cys NPs反应动力学。
图三. Cu-L-Cys和Cu-D-Cys NPs对4T1皮下肿瘤小鼠的体内癌症治疗。
总的来说,这项研究发现了铜-氨基酸纳米粒子的手性影响其与肿瘤内源性L-GSH的亲和力以及氧化还原反应速率,从而决定了其化学动力学肿瘤治疗效果。体内外实验和分子动力学模拟结果均证明了这一点。这一发现为化学动力学纳米药物的设计拓宽了新的思路。
论文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202309328
李琳琳课题组主页:https://www.x-mol.com/groups/lilinlin
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