新型刺激響應性細胞靶向策略取得進展

中國科學院高能物理研究所多學科中心生物醫學組近期發展了一種新型光控聚乙二醇（PEG）剝離型智能納米顆粒，并將其用于增強腫瘤細胞靶向和深度滲透的研究。

小分子藥物通常不具備特異性識別和靶向病變細胞的能力，從而可能會誤傷大量的正常細胞，其潛在的危害性不容忽視。因此，發展細胞靶向策略將有助于將藥物定點輸送至病變細胞，以降低藥物的毒副作用。其中，刺激響應性細胞靶向系統能在物理或化學刺激的作用下，實現對目標細胞的特異性靶向。可響應的刺激信號主要分為內源性（酸度、氧化還原性等）和外源性（光、聲、磁場等）信號。

高能所生物醫學組近年來開展刺激響應性納米遞送系統的構建和腫瘤診療研究，系統地創建了多種新型腫瘤細胞靶向藥物遞送系統。通過研究發現，小鼠膀胱癌細胞中線粒體的溫度與正常細胞，包括巨噬細胞和人臍靜脈內皮細胞，存在顯著的差異。針對線粒體的溫度差異，課題組發展了溫度敏感的藥物遞送系統，實現了對腫瘤細胞的靶向藥物遞送。不同于常見的酸敏、還原敏感性響應系統，線粒體溫敏性藥物遞送載體為腫瘤靶向提供了一種全新的思路（Chem. Commun.， 2019， 55， 4051）。

除了單一信號響應系統，課題組還發展了多重信號響應性的藥物遞送系統。例如，制備了近紅外光/酸度的聯合響應性的藥物載體系統，實現了對皮下以及原位腫瘤細胞的靶向和高效化療/光熱的聯合治療（ACS appl. Mater. Interfaces， 2016， 8， 15103；ACS Biomater. Sci. Eng. 2017， 3， 3628），并與中國科學院大學教授黃輝課題組合作，構筑了刺激響應性的光電材料，用于靶向腫瘤的光熱/光動力治療與光聲成像的可視化研究（ACS appl. Mater. Interfaces， 2019， 11， 17884）。

此外，由于活性分子和普通納米載體材料通常難以克服多重生理病理屏障，嚴重限制了其對細胞的特異性靶向和抗腫瘤效果。盡管納米載體的PEG化可以讓其在血液循環中達到較好的“隱身”效果，而被廣泛應用，但是PEG化將增大納米顆粒尺寸，限制了表面基團與生物界面的相互作用，阻礙它們的組織滲透能力和與細胞的結合能力。為了解決PEG化納米載體的兩難困境，課題組設計了一種光觸發的PEG化/去PEG化策略，以近紅外/酸度聯合響應模式依次完成去PEG化-激活iRGD-腫瘤靶向-深部滲透等過程。該策略機理在于，嵌入的上轉換材料能有效地將近紅外光轉化為紫外-可見光，從而裂解連接體去除PEG。近紅外光誘導的去PEG化明顯改善了藥物的血管外滲和腫瘤的深度穿透。因此，該刺激響應性納米載體促進了藥物的靶向性遞送與腫瘤深部滲透，增強了其抗腫瘤作用。相關研究結果近期發表在Nano Letters上，**作者是博士研究生周夢雪，通訊作者為研究員胡毅和副研究員陳俊。該項工作得到國家自然科學基金委和中科院等的資助。