近日,我院尹登科教授课题组在TOP期刊ACS Applied Material & Interfaces(中科院一区,影响因子IF:9.229)发表题为”Heparin-Coated Photosensitive Metal-Organic Frameworks as Drug Delivery Nanoplatforms of Autophagy inhibitors for Sensitized Photodynamic Therapy against Breast Cancer”的研究论文。研究生孙全威为论文第一作者,杨晔教授和尹登科教授为通讯作者,安徽中医药大学为唯一作者单位。论文构建了一种新型的纳米给药载体系统联合光动力治疗和自噬抑制剂,在体外和体内实验中表现出良好的抗肿瘤作用。
光动力疗法(PDT)是一种无全身毒性的局部无创治疗方法。其治疗机制是光敏剂(PSs)在氧(O2)和特定波长的激光照射的条件下产生高细胞毒性活性氧(ROS)来杀伤肿瘤细胞,目前在癌症治疗中引起了广泛关注。然而,传统的光敏剂(卟啉及其衍生物)的肿瘤靶向能力和溶解度较差可能导致严重的全身毒性。含有卟啉结构的光敏性纳米金属有机框架(nanoMOFs)目前被广泛作为光动力治疗(PDT)的纳米光敏剂(nanoPSs)。然而,没有经过表面修饰的纳米光敏剂会直接在粒子表面暴露金属原子并导致其血液半衰期短和肿瘤滞留能力差,并最终导致PDT的效果不佳。自噬是指细胞将受损或者老化的蛋白质通过囊泡结构运送至溶酶体降解成为小分子物质的过程,作为一种自我保护机制,其在PDT过程中的激活会明显的增加细胞对PDT的耐受能力。为了克服以上俩种光动力过程中潜在的问题,课题组设计了一种具有肝素涂层的光敏性纳米金属有机框架(HA-MOF)作为自噬抑制剂(CQ)的药物递送载体来实现更有效的PDT治疗。
课题组用一种简单有效的方法合成了具有较高胶体稳定性、较长血液循环时间的肝素包涂层的光敏MOF。MOF的多孔结构同时作为PDT的nanoPS和自噬抑制剂(即CQ)的纳米载体。合成的HA/CQ-MOF通过EPR效应实现了更明显的肿瘤靶向能力,实现了肿瘤特异性自噬抑制,降低了CQ的非特异性全身毒性。被癌细胞内化后,HA/CQ-MOF释放的CQ能够使自噬溶酶体碱化,从而阻断自我保护的自噬途径。因此,癌细胞对PDT的敏感性被显著放大。此外,表面肝素层介导的瘤内血管生成反应也有助于提高HA/CQ-MOF介导的PDT的抗肿瘤效果。本研究不仅为纳米MOF提供了一种简单快速有效的表面修饰方法,而且证实了光敏纳米MOF介导的PDT与CQ介导的自噬之间的协同效应。(李丽/文图 胡卿/审核)