刘庄：基于G-四联体的纳米配位聚合物调节肿瘤乏氧和实现核靶向载药增强光动力学治疗

shanliang

光动力学治疗被认为是一种安全和可对癌症进行选择性治疗的方法，其需要光敏剂、光和组织中的氧三种物质共同作用，来产生单线态氧导致DNA损伤和细胞凋亡。由于单线态氧易猝灭，且扩散距离极短，故能在细胞核中产生的单线态氧的光动力学治疗效果会比细胞质和细胞膜中的更加有效。然而，将光敏剂运输到细胞核中，在传统光动力学治疗中还没有实现广泛应用。与此同时，Bcl-2作为一种重要的抗凋亡蛋白，可以通过阻碍细胞色素c的释放来抑制光动力学治疗诱导的细胞凋亡。此外，肿瘤微环境中氧气含量较低，也大大降低了光动力学治疗的效果。因此，改善肿瘤乏氧和实现细胞核靶向对光动力学治疗肿瘤十分重要。

近日，澳门大学陈美婉教授和苏州大学刘庄教授利用钙离子和AS1411 G-四联体的配位作用制备了一种纳米配位聚合物，光敏剂Ce6和血红素嵌入到该纳米配位聚合物中的G-四联体中。通过PEG修饰，获得的纳米结构Ca-AS1411/Ce6/hemin@pHis-PEG（CACH-PEG）可以将Ce6运输到细胞核中产生更具破坏力的活性氧；同时AS1411可以抑制Bcl-2的表达，提高光动力学治疗所诱导的细胞凋亡效果。纳米配位聚合物中的血红素/G-四联体可以分解肿瘤内部的H2O2，从而克服因肿瘤环境缺氧而导致的光动力学治疗效果不佳。该成果以题为"G-Quadruplex-Based Nanoscale Coordination Polymers to Modulate Tumor Hypoxia and Achieve Nuclear-Targeted Drug Delivery for Enhanced Photodynamic Therapy"发表于Nano Lett.。

该工作中，作者利用配位驱动的自组装，在水溶液中通过Ca2+、AS1411 G-四联体和pHis-PEG制备了基于DNA的纳米配位聚合物CACH-PEG。CACH-PEG可以将Ce6运输到细胞核中产生更具破坏力的活性氧，同时AS1411可以抑制Bcl-2的表达来提高光动力学治疗所诱导的细胞凋亡效果。该纳米配位聚合物中的血红素/G-四联体可以分解肿瘤内部H2O2，从而克服因肿瘤环境缺氧而导致的光动力学治疗效果不佳。这项工作发展了一种制备基于DNA的纳米配位聚合物的简便方法，在实现核内光敏剂递送的同时，下调了抗凋亡蛋白的表达，提高了癌症治疗的效果。

G-Quadruplex-Based Nanoscale Coordination Polymers to Modulate Tumor Hypoxia and Achieve Nuclear-Targeted Drug Delivery for Enhanced Photodynamic Therapy

(Nano Lett., 2018, DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b02732)