近日,我校藥學院(深圳)梅林教授課題組在黑磷于生物醫(yī)藥的應用中又取得重要進展,并在國際頂級綜合類期刊Advanced Science(影響因子12.441)上在線發(fā)表題為“Polydopamine-Modified Black Phosphorous Nanocapsule with Enhanced Stability and Photothermal Performance for Tumor Multimodal Treatments, DOI: 10.1002/advs.201800510”的研究論文。
黑磷(black phosphorus,BP)是磷在熱力學上最穩(wěn)定的同素異形體,作為一種新興的二維半導體材料,具有較高的比表面積和優(yōu)良的光熱特性,在藥物載體和光熱治療領(lǐng)域擁有廣闊的應用前景。但是,黑磷的化學性質(zhì)比較活潑,容易與氧氣和水發(fā)生反應,會迅速降解,這成為其在生物醫(yī)藥領(lǐng)域應用的最大障礙之一。目前,增強黑磷穩(wěn)定性的研究包括用銀離子進行配位、用重氮苯衍生物溶液來鈍化黑磷等,但是這些方法均具有一定的局限性,或者增加了黑磷的毒性,或者降低了黑磷的光熱效應,并不適用于藥物載體系統(tǒng)。
為了解決黑磷在藥物載體系統(tǒng)的上述局限,梅林教授課題組設(shè)計了一種簡易高效的方法。該項工作在黑磷表面包裹一層仿生的聚多巴胺膜(Polydopamine, PDA),形成一種“納米膠囊”結(jié)構(gòu)。聚多巴胺具有良好的生物相容性,可以有效隔離氧氣或水與黑磷納米片的接觸,從而提高其穩(wěn)定性。此外,聚多巴胺自身具有良好的光熱效應,因此聚多巴胺的包覆可以進一步增強黑磷藥物載體系統(tǒng)的光熱效應。在此基礎(chǔ)上,科研人員將小干擾RNA(siRNA)和廣譜性抗癌藥物多柔比星(DOX)負載到了“納米膠囊”內(nèi)部,并在聚多巴胺表面修飾上了靶向基團核酸適配體(Aptamer, Apt),制備了一種集化療、基因治療和光熱治療于一體的多功能靶向納米載藥平臺。目前,該研究在動物體內(nèi)實驗上取得突破,并在乳腺癌模型的裸鼠身上取得了良好的腫瘤治療效果。
該研究克服了黑磷做為載藥平臺性質(zhì)不穩(wěn)定的缺點,并且增強了其光熱效應,同時具有良好的生物相容性,在癌癥的多模式綜合治療方面具有潛在應用前景。
藥學院(深圳)曾小偉副教授為本論文第一作者,梅林教授為本論文通訊作者。本研究得到了國家自然科學基金、廣東省杰出青年基金、廣東省自然科學基金和深圳市科創(chuàng)委項目等經(jīng)費的支持。
在此之前,梅林教授課題組與哈佛大學醫(yī)學院施進軍教授和深圳大學張晗教授課題組合作,結(jié)合高溫氧化刻蝕與液相剝離技術(shù),開發(fā)了一種自上而下高效率制備超薄二維硼納米片的方法,并基于PEG接枝的硼納米薄片,發(fā)展了一種集多模式成像(熒光、光熱、光聲成像)與多手段治療(光熱、化療)于一體的新型腫瘤診療體系。此體系在癌癥治療和成像方面表現(xiàn)出諸多優(yōu)良的特點,包括:1)近紅外光熱轉(zhuǎn)換效率高達42.5%;2)較高的藥物負載能力,且可被近紅外光和弱酸性環(huán)境觸發(fā)藥物釋放;3)在腫瘤位點富集;4)多模態(tài)精準成像;5)高效的腫瘤清除能力和極佳的生物相容性。這個工作是目前為止首次報道自上而下制備超薄二維硼納米薄片,且將其應用在了多模態(tài)成像輔助的腫瘤治療中。該成果以題為"A Novel Top-Down Synthesis of Ultrathin 2D Boron Nanosheets for Multimodal Imaging-Guided Cancer Therapy"于2018年7月18日在線發(fā)表在Advanced Materials上(影響因子21.95),第一作者為藥學院(深圳)姬曉元研究員。
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