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中國藥科大學陳維課題組 ACS AMI：基于超支化聚碳酸酯的超小兩性離子膠束介導腫瘤高效富集

2023-01-13 來源：高分子科技

兩性離子材料作為PEG的替代品，具有更強的水化能力，在抗蛋白質吸附、抗生物膜形成和提高蛋白質穩定性等方面展現優勢。目前兩性離子聚合物主要通過可逆加成-斷裂鏈轉移聚合（RAFT）和原子轉移自由基聚合（ATRP）的方式獲得，其體內降解性能較差，可能造成累積毒性影響長期使用。生物可降解兩性離子聚合物的開發將會推動此類材料在生物醫藥領域的發展和應用。

近期，中國藥科大學工學院陳維教授團隊利用“一鍋法”開環聚合環碳酸酯單體制備了功能型超支化聚碳酸酯，后可控修飾羧酸甜菜堿獲得生物可降解的兩性離子超支化聚碳酸酯，用于解決納米載體應用過程中的體內快速清除、腫瘤部位富集、滲透差和細胞攝取效率低等問題（圖1）。

圖1 兩性離子超支化聚碳酸酯的合成

研究人員利用兩性離子超支化聚碳酸酯直接水溶自組裝，隨后紫外光照得到交聯兩性離子化膠束（X-CBM）。靜脈注射后，相較未交聯兩性離子化膠束（CBM），X-CBM能維持膠束結構的穩定，避免被解離成單聚體而發生快速的腎臟清除。在注射12 h后小鼠血液仍呈現出明亮的熒光信號，交聯結構和兩性離子化外殼顯著延長了膠束的血液循環時間（圖2A-B）。在荷瘤小鼠模型中，X-CBM隨時間累積在腫瘤部位實現明顯富集并長時間滯留（>120 h）（圖2C）。腫瘤中X-CBM含量遠高于PEG化膠束（X-PEGM）且在正常器官肝臟、脾臟中分布較低（圖2D,E），這表明X-CBM在血液循環過程中能有效逃避RES系統的清除。蛋白結合-解離常數證明X-CBM與血清或免疫球蛋白（IgG）有著更低的結合力，導致其在體內與X-PEGM有著明顯的藥代動力學行為（圖3A）。X-CBM表現出的血液長循環、腫瘤高富集、長滯留等特點也使其載紫杉醇藥物后在4T1皮下瘤小鼠模型上表現出有效的腫瘤抑制效果（圖3B-D）。該研究工作以"Robust Construction of Super-Small Zwitterionic Micelles Based on Hyperbranched Polycarbonates Mediate High Tumor Accumulation"為題發表在ACS Applied Materials & Interfaces上。文章第一作者是中國藥科大學博士研究生趙昌順，通訊作者為中國藥科大學黃德春教授和陳維教授，該研究得到國家自然科學基金的支持。

圖2 膠束在的藥代動力學和活體熒光成像分析

圖3 膠束與血清的解離常數測試（MST）和藥效學評價

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.2c20056

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（責任編輯：xu）

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