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CCS Chemistry | 超分子金纳米囊泡递送平台——用于精确控制的基因治疗以及延迟光热治疗

2021-07-06 09:33

来源：澎湃新闻·澎湃号·政务

以下文章来源于CCSChemistry ，作者CCS Chemistry

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尽管基因治疗是一种非常有应用前景的治疗方式，其治疗效率仍然受到多重局限。澳门大学王瑞兵教授课题组和中科院化学所王树研究员课题组合作开发了基于超分子组装介导的金纳米棒囊泡基因递送平台，该囊泡可以响应脉冲近红外激光照射产生光热效应，进而解组装释放囊泡内负载的质粒并激活质粒启动子，触发基因表达进行基因治疗。更重要的是，解组装的纳米棒可以再次由于超分子作用而重新组装成金纳米棒聚集体滞留于肿瘤组织，并在延迟的近红外激光作用下产生进一步的光热效应，从而和基因治疗联合高效治疗肿瘤。

作者首先在金纳米棒表面修饰葫芦脲[7]，然后通过主客体作用在表面引入客体分子接枝的聚合物链形成两亲性金纳米棒结构单元。这种结构单元可以在水溶液中自组装形成金纳米棒囊泡，质粒在囊泡形成的过程中被包载在囊泡空腔内（图1）。该囊泡可以响应脉冲近红外激光产生光热效应，在42 oC左右溶液环境中，囊泡由于热效应导致解组装释放出空腔内包载的质粒并迅速激活启动子，触发下游基因表达。

图1. 金纳米囊泡的“组装-解组装-重聚合”过程。

作者在B16 细胞中验证了基因治疗的疗效。然而，由于基因治疗作用有限，B16 细胞仍然保持一定的存活率。同时作者发现，由于囊泡解组装产生的游离金棒会迅速通过胞吐的途径从细胞清除，由于细胞清除而造成的金含量降低不利于时间延迟光热治疗。所以作者提出通过引入金刚烷胺修饰的透明质酸达到重聚合金纳米棒的作用，纳米棒聚集体有效的抑制了细胞外排，并且最大程度的维持了细胞内的金棒含量，为后续使用激光触发的光热治疗提供了可能。通过联合基因治疗和时间延迟光热治疗，细胞的存活率大大降低。

图2. A-B. 器官内金含量。C-D. 经脉冲激光和连续激光光照后的红外成像图。E-F. 肿瘤抑制疗效评价。I-K. 肿瘤切片。

作者进一步使用B16肿瘤模型荷瘤小鼠讨论了联合治疗的疗效（图2）。结果表明，在14天的治疗周期中，通过基因治疗和时间延迟光热联和治疗的小组内的小鼠肿瘤体积较其他组显示出明显的抑制效果，表明了联合治疗的有效性。

综上所述，作者报道了一种用于基因治疗和时间延迟光热治疗的超分子金纳米棒囊泡平台，该平台巧妙了利用了细胞内的超分子二次组装极大的抑制了纳米材料的外排，从而可以进行时间延时的光热治疗，促进整体治疗效果，具有重要的创新意义。该工作以 research article 的形式发表在 CCS Chemistry，已在官网“Just Published”栏目上线。

文章详情：

Supramolecular Vesicles Based on Gold Nanorods for Precise Control of Gene Therapy and Deferred Photothermal Therapy

Ludan Yue, Kuikun Yang, Jianwen Wei, Mengze Xu, Chen Sun, Yuanfu Ding, Zhen Yuan, Shu Wang* and Ruibing Wang*

Citation：CCS Chem. 2021, 3, 1860–1872

文章链接：https://doi.org/10.31635/ccschem.021.202101029

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