蘇州大學鐘志遠教授在自然出版社與川大華西醫院生物治療國家重點實驗室聯合主辦的《Signal Transduction and Targeted Therapy》(STTT)上發表論文,環狀RGD修飾的雙硫交聯聚合物囊泡阿霉素制劑用于皮下及原位非小細胞肺癌腫瘤的靶向化療(https://www.nature.com/articles/s41392-018-0032-7,閱讀原文及下載PDF可直接點擊本文最下方“閱讀原文”) 。鄒艷博士為本文第一作者,鐘志遠教授為本文通訊作者。

肺癌由于極高的致死率和持續增長的發病率,成為全球范圍內最致命的惡性腫瘤之一。化療雖然具有毒副作用,但依然是肺癌病人主要/輔助的治療方式。在過去的幾十年里,研究者們研究了各種各樣的抗癌納米藥物,在提高抗癌效率的同時降低化療藥物的毒副作用。然而,這些納米系統的治療效率仍不盡人意,很大程度歸因于體內穩定性差及細胞內藥物釋放緩慢。鐘志遠教授團隊發現雙硫交聯納米藥物在血液循環過程中保持穩定,而在細胞內能夠快速釋放抗癌藥物。在此研究中,鐘教授課題組設計制備了環狀cRGD多肽介導的雙硫交聯聚合物囊泡制劑(cRGD-PS-Dox)用于荷人肺癌腫瘤裸鼠的靶向化療,cRGD能與人非小細胞肺癌細胞A549表面過表達的整合素αvβ3/αvβ5特異性結合。
cRGD-PS-Dox粒徑為100 nm左右,分布均一,為明顯的空腔結構,且阿霉素(Dox)的載藥量高達15.2 wt.%。在模擬細胞內還原環境下,24小時內累計釋放量高達80%,而在生理環境下能有效抑制藥物泄露(低于15%),如下圖1。

<圖1 Illustration of cRGD-directed polymersomal doxorubicin (cRGD-PS-Dox) preparation and characterization. >
隨后,研究人員發現空白囊泡載體生物相溶性良好,但包載阿霉素后能有效抑制細胞增殖,半致死量僅為3.2 μg/mL,分別低于非靶向對照組及商業化阿霉素脂質體的4.1及6.4倍。流式及共聚焦實驗結果驗證了cRGD-PS-Dox能被A549細胞有效攝取并快速釋放Dox(圖2)。

<圖2 In vitro anti-tumor efficacy of cRGD-PS-Dox.>
體內藥代動力學和生物分布結果表明,cRGD-PS-Dox體內消除半衰期長達7.85 h,在腫瘤部位積累量高、滯留時間長(圖3)。

<圖3 In vivo pharmacokinetics and biodistribution of cRGD-PS-Dox.>
研究人員首先通過建立皮下荷肺癌腫瘤小鼠模型研究cRGD-PS-Dox的抗腫瘤活性。結果顯示,當劑量為12 mg/kg時,cRGD-PS-Dox能有效抑制腫瘤增長,同時對小鼠的體重影響較小,腫瘤抑制率高達82.4%,顯著高于其他各對照組。

<圖4 Antitumor activity of and PS-Dox in nude mice bearing subcutaneous A549 tumors.>
進一步的研究發現,cRGD-PS-Dox對原位荷人肺癌腫瘤模型同樣具有優異的腫瘤抑制作用,該組小鼠治療期間體重無明顯降低,中位生存期延長至57天。更重要的是,治療組小鼠肺部腫瘤并沒有轉移至心、肝等正常器官(圖 5,圖6)。

<圖5 In vivo antitumor activity of cRGD-PS-Dox in nude mice bearing orthotopic A549 tumor xenografts.>

<圖6 Ex vivo luminescence images of major organs from mice bearing orthotopic A549-luc tumor.>
綜上,本研究發現,cRGD-PS-Dox囊泡阿霉素制劑具有高載藥量、小尺寸粒徑、優異的穩定性,高效的腫瘤積累能力及靶向能力和可調節的藥物釋放等優點,最終實現了皮下及原位肺癌腫瘤安全、高效的靶向治療。
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鐘志遠 教授

鐘志遠,蘇州大學特聘教授,國家杰出青年基金獲得者,國家“萬人計劃”創新領軍人才。蘇州大學生物醫用高分子材料重點實驗室主任。1995年吉林工業大學(現吉林大學)獲學士學位,1998年中國科學院長春應用化學研究所獲碩士學位,2002年荷蘭屯特大學獲博士學位。2002-2007年荷蘭屯特大學任助理教授。2007年4月起受聘為蘇州大學特聘教授。2011-2012年擔任蘇州生物納米園副總裁。研究領域涉及生物醫用高分子材料、納米藥物及腫瘤靶向治療。在國際主流期刊發表論文200多篇,論文共被引用14000多次,H-因子66 (web of science),3篇論文入選“中國百篇最具影響國際學術論文”,連續四年入選中國高被引學者榜單(材料科學領域),2018年入選藥理學/毒理學領域全球高被引科學家(Highly Cited Researcher,Clarivate Analytics)。申請了50多項國家和國際發明專利(其中授權20多項),11項專利技術已轉讓。近幾年應邀在重要國際學術會議上做邀請報告50多次。蘇州愛科賽爾生物醫藥有限公司的共同創始人。擔任美國化學會期刊Biomacromolecules(影響因子:5.738)副主編,J. Controlled Release(IF 7.877)多期的客座主編,Mater. Today (IF 24.537), J. Controlled Release (IF 7.877),Nano Futures, Nanotechnology, J. Gene Med., J. Biomater. Sci. Polym. Ed., Mater. Today Chem.等國際期刊編委,《藥學學報》及英文刊Acta Pharmaceutica Sinica B (IF 6.014)編委,新型高分子材料與控制釋放系列高水平國際學術會議(SIPCD 2010,2012,2014,2016,2018)主席,中國材料研究學會高分子材料與工程分會常務理事等。江蘇省教育廳優秀科技創新團隊帶頭人。獲得了美國化學會的“生物大分子/大分子青年研究者獎”、德國洪堡基金會“貝塞爾研究獎”、日本和美國控制釋放學會共同頒發的 “亞洲藥物釋放系統突破技術獎”等國際獎勵。入選國家“萬人計劃”創新領軍人才、國家杰出青年科學基金獲得者(杰青結題特優)、國家百千萬人才工程并授予“有突出貢獻中青年專家”榮譽稱號、科技部中青年科技創新領軍人、蘇州市十佳魅力科技人物等。享受國務院政府特殊津貼。2018年當選美國醫學與生物工程院會士(AIMBE Fellow)。
Signal Transduction and Targeted Therapy簡介
《Signal Transduction and Targeted Therapy》(STTT)是自然出版集團和四川大學華西醫院生物治療國家重點實驗室合作出版的全英文生物醫學專業期刊(網站:http://www.nature. com/sigtrans,點擊本網站最下方"閱讀原文”)。主編由美國俄亥俄州立大學Carlo M. Croce教授(美國三院院士,Cancer Research前主編),UCSD的張康教授、川大華西醫院魏于全教授/院士擔任。有來自全球等多個國家及地區的多位相關領域的近百位著名學者組成編委會。本雜志每周五發表文章,歡迎各位投稿,包括論著或綜述。對于原創性成果采取“快速通道”模式,幫助作者以最快的速度發表文章,最快一周可接收。該雜志發表論文可免收發表費。該雜志投稿格式不限,正式發表之前再按雜志格式修改。感謝將此信息轉發給您們的同事、朋友以及學生等。
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Yan Zou, Jingjing Wei, Yifeng Xia, Fenghua Meng, Jiandong Yuan & Zhiyuan Zhong,Targeted chemotherapy for subcutaneous and orthotopic non-small cell lung tumors with cyclic RGD-functionalized and disulfide-crosslinked polymersomal doxorubicin. Signal Transduction and Targeted Therapy volume 3, Article number: 32 (2018). doi.org/10.1038/s41392-018-0032-7
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