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湖北大學(xué)、湖北工業(yè)大學(xué)聯(lián)合皮諾飛生物抗癌科研再出新成果

作者：admin2024-05-08 15:17 熱度：1047

Ti3C2Tx MXene納米片被設(shè)計(jì)用于聯(lián)合癌癥治療和抗炎藥物遞送系統(tǒng)。其獨(dú)特的性質(zhì)使其成為有效的藥物載體，可在治療過程中釋放藥物以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、高效的治療。此外，MXene納米片還可以作為載體，幫助將藥物遞送至特定位置，實(shí)現(xiàn)針對性治療。這種創(chuàng)新的藥物遞送系統(tǒng)不僅可以減少藥物對健康細(xì)胞的損傷，還可以增強(qiáng)藥物的生物利用率。Ti3C2Tx MXene納米片的應(yīng)用具有巨大的潛力，在癌癥治療和抗炎領(lǐng)域展現(xiàn)出無限可能。    

近日，湖北武漢的科研工作者對Ti3C2Tx MXene納米片有了新的研究成果。

《基于Ti3C2Tx MXene納米片用于聯(lián)合癌癥治療和抗炎的藥物遞送/級聯(lián)酶系統(tǒng)》 

文獻(xiàn)鏈接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352940724001616?via%3Dihub

參與此次科研單位:

a.教育部功能材料綠色制備與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；湖北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院高分子材料湖北重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；

b.湖北工業(yè)微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；國家“111”細(xì)胞調(diào)控與分子制藥中心；湖北工業(yè)大學(xué)河濱分校格林；菲利普斯膠體研究中心；

c.湖北大學(xué)衛(wèi)生科學(xué)與工程學(xué)院國家與地方高通量藥物篩選技術(shù)聯(lián)合工程研究中心;

d.武漢市皮諾飛生物科技有限公司


ScienceDirect：《基于Ti3C2Tx MXene納米片用于聯(lián)合癌癥治療和抗炎的藥物遞送/級聯(lián)酶系統(tǒng)》表明


摘要 高活性抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法（highly active anti-retroviral therapy, HAART），又稱雞尾酒療法，是治療艾滋病最有前途的療法之一。它包括三種或三種以上抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物的聯(lián)合治療，以較大限度地減少耐藥性，較大限度地抑制病毒復(fù)制，且部分甚至完全恢復(fù)受損的免疫功能。因此，該療法能有效延緩疾病的進(jìn)程。同樣，在癌癥治療領(lǐng)域，與單一療法相比，兩種或兩種以上療法的聯(lián)合療法因其治療效果更好、副作用更少而備受關(guān)注。隨著納米醫(yī)學(xué)的發(fā)展，目前的技術(shù)可以將各種治療技術(shù)融入納米粒子，通過增強(qiáng)滲透性和滯留（Enhance the permeability and retention, EPR）效應(yīng)或主動(dòng)靶向來實(shí)現(xiàn)腫瘤靶向治療。通過納米技術(shù)進(jìn)行癌癥綜合治療的方法多種多樣，包括化療、基因治療、光療、催化治療、超聲波治療、免疫治療等。
其中，光療因其無創(chuàng)、無損、無電離、簡單、高效、低毒等特點(diǎn)而成為一種特別有用的方法，通常與其他療法相結(jié)合，通過控制照射位置來精確治療腫瘤。光動(dòng)力療法（PDT）通過光對光敏劑的照射產(chǎn)生活性氧（ROS）來消除靶細(xì)胞，或利用光照射具有高光熱轉(zhuǎn)換效率的材料來加熱靶區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)光熱療法（PTT）。將化療與光熱療法結(jié)合使用可提高療效。引入PTT可以提高依賴ROS的化學(xué)動(dòng)力療法（CDT）的療效。特別是，與紫外-可見光（UV）相比，使用近紅外（NIR）光作為光源更安全，且能更深地穿透組織。與光動(dòng)力療法相比，PTT更適合在缺氧環(huán)境中治療實(shí)體瘤，因?yàn)樗恍枰鯕狻４送?，研究表明正常?xì)胞比癌細(xì)胞更耐熱，因此在PTT過程中可將對機(jī)體的損傷降至至低?？傮w而言，PTT更適合癌癥精準(zhǔn)治療。不過，PTT也有一定的缺點(diǎn)，所需的高治療溫度仍會損傷正常細(xì)胞，另一個(gè)常見副作用是高熱引起的壞死細(xì)胞膜破裂會釋放細(xì)胞ROS，導(dǎo)致炎癥。炎癥是機(jī)體對組織損傷或病原體感染的一種自然而必要的反應(yīng)，但它也在腫瘤發(fā)展的重要階段（包括促進(jìn)、侵襲和轉(zhuǎn)移）發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
被稱為MXenes的二維（2D）過渡金屬碳化物、氮化物和碳氮化物是一類新型光熱材料。自2017年以來，MXenes一直是熱門研究課題，包括在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。研究表明，MXenes不僅具有良好的生物相容性，其二維結(jié)構(gòu)還可以負(fù)載藥物、納米顆粒等，制備過程中引入的官能團(tuán)（如-OH）使其表面可以被改性。基于這些特性，MXenes在基于PTT的腫瘤聯(lián)合治療中得到了廣泛應(yīng)用。碳化鈦（Ti3C2Tx）是2011年報(bào)道的MXene，它是通過蝕刻Ti3AlC2中的鋁原子，然后用插層劑插層而成。它也是較早用于腫瘤PTT的MXenes。由于過渡金屬的固有特性，Ti3C2Tx MXene中處于低價(jià)態(tài)的鈦元素可被氧化劑（如ROS）氧化。這一特性賦予了Ti3C2Tx MXene可以在進(jìn)行PTT治療時(shí)清除ROS的能力，從而抑制炎癥。我們課題組之前的研究表明，當(dāng)Ti3C2Tx與具有抗炎特性的天然表沒食子兒茶素沒食子酸酯（Epigallocatechin gallate, EGCG）聯(lián)合使用時(shí)，PTT在體外和體內(nèi)引起的炎癥均可完全消除。此外，第二章的研究內(nèi)容已經(jīng)證明，Ti3C2Tx還具有類似過氧化氫酶（CAT）的活性，能分解H2O2產(chǎn)生O2。這使得它有可能與其他依賴氧氣的治療方式相結(jié)合，包括基于葡萄糖氧化酶（GOx）的饑餓療法和化療，從而提高治療效果。


TPDMGP的制備過程及其增強(qiáng)聯(lián)合治療癌細(xì)胞的機(jī)制示意圖

基于MXene的光熱性能、抗炎特性以及類CAT活性，本章研究工作是，設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一種用于腫瘤聯(lián)合治療的納米藥物遞送和級聯(lián)酶系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠消除治療過程中產(chǎn)生的炎癥反應(yīng)。如圖3.1所示，制備了骨架中含有氧化還原敏感二硫鍵的超小型可降解介孔二氧化硅納米粒子（DS-MSN），用于負(fù)載根皮素（phloretin, Phl），將葡萄糖氧化酶（GOx）涂覆在得到的Phl@DS-MSN表面，然后沉積到Ti3C2Tx MXene納米片上，再利用聚乙二醇（PEG）保護(hù)，得到的多功能抗腫瘤系統(tǒng)被命名為Ti3C2Tx-Phl@DS-MSN-GOx-PEG (TPDMGP)。Ti3C2Tx除了可用于PTT外，還能將癌細(xì)胞內(nèi)的H2O2分解成O2，然后提供給GOx進(jìn)行饑餓治療。同時(shí)，GOx分解葡萄糖的產(chǎn)物之一H2O2可被Ti3C2Tx不斷分解，循環(huán)提供O2。這樣，一個(gè)酶級聯(lián)系統(tǒng)就建立起來了，有助于改善饑餓療法。癌細(xì)胞中高水平的谷胱甘肽（GSH）破壞DS-MSN骨架中的二硫鍵，導(dǎo)致其降解并釋放出Phl。Phl是一種植物化合物，天然存在于蘋果和梨等多汁水果的果皮和根皮中，具有抗氧化和抗炎特性，已被研究用作是治療癌癥的潛在化療藥物。然而，由于其溶解度較低，必須使用遞送系統(tǒng)才能達(dá)到較高的血藥濃度。因此，將其載入TPDMGP，可在癌細(xì)胞內(nèi)控制釋放。通過與Ti3C2Tx MXene聯(lián)合給藥，它可以有效的抑制癌細(xì)胞并消除PTT引起的炎癥。通過與化療/饑餓療法相結(jié)合，TPDMGP的低溫PTT可實(shí)現(xiàn)顯著的腫瘤抑制，并有效抑制PTT引起的炎癥。這項(xiàng)工作有望為拓展MXene在癌癥治療領(lǐng)域的應(yīng)用提供創(chuàng)新思路。