活性氧(ROS)是較常見的用于抗腫瘤治療的自由基種類,基于光激活下光敏劑產(chǎn)生ROS的光動力療法(PDT),已被廣泛用于誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。然而遺憾的是,過量的內(nèi)源性谷胱甘肽(GSH)對ROS具有較強(qiáng)的還原性,嚴(yán)重限制了ROS依賴型PDT效果。此外,腫瘤內(nèi)部缺氧環(huán)境及療法侵襲深度有限進(jìn)一步限制了PDT的臨床實(shí)際應(yīng)用。因此,將光敏化結(jié)構(gòu)與生物分子介導(dǎo)的生物療法進(jìn)行協(xié)同治療具有重要意義。
近年來,作為新興的晶態(tài)多孔材料,金屬有機(jī)骨架材料(MOF)已經(jīng)在腫瘤納米治療中展露頭腳。由于其模塊化的結(jié)構(gòu)、孔徑可調(diào)、組成高調(diào)諧性和易于功能化等特性,MOF已成為實(shí)現(xiàn)腫瘤聯(lián)合治療的潛在納米平臺。
圖1 納米核殼MOF材料用于GSH激活型光動力-基因協(xié)同治療。(A) 多功能核MOF納米探針(PSZ)的制備;(B) GSH觸發(fā)的細(xì)胞原位成像和光動力-基因協(xié)同誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。 近日,南京大學(xué)雷建平教授團(tuán)隊(duì)利用異質(zhì)MOF合成經(jīng)驗(yàn),將內(nèi)源性過剩GSH這一劣勢化為優(yōu)勢,獨(dú)辟蹊徑地將其作為驅(qū)動器式治療功能開關(guān),以光敏PCN型MOF為核,以Cu2+中心的ZIF-67型MOF為殼,并于殼內(nèi)包封花菁染料標(biāo)記的siRNA,制備了一種納米核殼雙MOF雜化探針(PSZ),并將其應(yīng)用于光動力-基因協(xié)同治療。經(jīng)細(xì)胞內(nèi)化后,內(nèi)源性GSH激活了該雜化探針PSZ,ZIF-67殼的Cu2+中心被可控還原,ZIF-67殼解離并釋放出染色標(biāo)記的siRNA,用于GSH成像和后續(xù)的基因治療。與此同時,PCN核的光敏性能隨著外部ZIF-67殼解離而同步解鎖,形成了GSH消耗增強(qiáng)型PDT策略。高效PDT進(jìn)一步促進(jìn)了siRNA的內(nèi)涵體逃逸,從而實(shí)現(xiàn)了基于內(nèi)源刺激物激活型異質(zhì)納米探針的成像引導(dǎo)型光動力-基因協(xié)同治療。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該探針介導(dǎo)協(xié)同治療的細(xì)胞凋亡率(81.3%)為是單一基因治療的2.2倍。 該納米異質(zhì)探針通過由內(nèi)而外的層層組裝過程,提供了一個具有可控siRNA傳遞、選擇性產(chǎn)生ROS并抵抗GSH還原的高效協(xié)同治療平臺。與單一PDT相比,具有可控激活的協(xié)同優(yōu)勢。該平臺的構(gòu)建揭示了異質(zhì)MOF在疾病診斷和治療領(lǐng)域的應(yīng)用具有潛在的意義,并為后續(xù)建立細(xì)胞內(nèi)微環(huán)境刺激激活型治療策略提供新思路。 論文信息 Glutathione-Responsive Heterogeneous Metal-Organic Framework Hybrids for Photodynamic-Gene Synergetic Cell Apoptosis Jintong Liu, Bernardino J. Córdova Wong, Tianrui Liu, Hong Yang, Lin Yao Ye, Jianping Lei 文章第一作者為南京農(nóng)業(yè)大學(xué)劉金彤副教授和南京大學(xué)王永棣碩士。 該文收錄于《歐洲化學(xué)》“南京大學(xué)120周年校慶”特輯。 Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202200305







