树状大分子是一种高分子纳米结构，由一个核与周围的分支逐层键合而成，核与分支决定了树状大分子的大小和内部微环境。
树状大分子由大量小的树突单元组成，树状大分子去核以后就得到树突。树突之间的空隙可用于装载药物分子，从而发挥药物增溶、药物控释、靶向或者保护药物的作用。
▲ 图1 树状大分子纳米药物的各种给药途径
树状大分子具有以下特征：呈球状，结构清楚，高度支化，纳米结构可控，末端官能团可修饰等，因此正在发展成为纳米药物中一种具有潜力的纳米材料。
在最近一篇发表于Advanced Functional Materials上的综述文章中，来自葡萄牙的科学家总结了现有的树状大分子系统，并讨论了它们在神经障碍治疗策略方面的优缺点。
除了已经市场化的基于树状大分子的诊断和体外产品之外，基于树状大分子的一系列体内应用产品也处于临床实验阶段，如增强对比度的磁共振造影剂（Gadomer®-17）、灭菌剂（Vivagel®）、针对实体瘤的药物载体（DEP™ docetaxel）。
尽管如此，树状大分子在中枢神经系统（CNS）方面的应用还处于研究初期，目前还没有关于市场化产品或者是使用树状大分子治疗CNS疾病的报道。
CNS疾病治疗最主要的障碍就在于治疗药物必须要穿过血脑屏障（BBB），并需要到达CNS的药物剂量达到一定水平。
由于其尺寸可控，已经有几项研究发现树状大分子具有系统注射后穿过BBB并到达CNS的能力。
此外，树状大分子不仅自身可以作为治疗或者诊断试剂，它们还可以作为活性药物的运输载体，保护药物并将之输送到CNS。然而，树状大分子的体内分布和安全性还有待深入研究，这也许也是阻碍临床评估的障碍之一。
树状大分子作为CNS药物输送、成像和诊断系统
由于组分、结构和大小易于调控，树状大分子已经成为了一种具有多种生物医学应用的载体，包括脑部药物输送和诊断等。目前，研究人员正在尝试使用树状大分子作为治疗CNS疾病的化疗药物、治疗性核酸药物、蛋白和多肽的载体以及用于CNS成像和疾病诊断的大分子造影剂和生物传感器。
调控树状大分子输送系统用于CNS领域：生物功能化、靶向和标记
在这个部分中，作者根据需要键合或者输送的药物对生物活性树状大分子系统的制备进行了简要的讨论。
从原理上讲，树状大分子化学性质的可调控性使得研究人员可以精确涉及其化学组成，研究人员还可以同时在树状大分子表面接枝多种配体或者靶向分子，使之成为一种有效而特异性强的CNS药物智能输送系统。
树状大分子在CNS领域的应用
近年来，由于人类寿命延长，CNS疾病尤其是衰老相关的疾病的发病率飙升。这给CNS治疗药物及输送策略的发展带来了机遇，同时也造成了压力。
为了使用树状大分子作为CNS药物输送载体，研究人员必须研究清楚其作用机理。为了研究CNS中神经元对树状大分子的摄取，研究人员已经研究了神经元吞噬这些大分子的过程和动力学。
▲ 图2 树状大分子的多功能化
随后作者详细讨论了目前基于树状大分子的治疗和诊疗系统在CNS疾病中的应用，包括以下内容：血管疾病、神经退行性疾病、神经免疫调节、神经感染、CNS肿瘤、脊髓损伤、大分子造影剂和纳米传感器。
“总而言之，要将树状大分子成功用于CNS疾病治疗离不开多学科、跨学科研究人员的努力，因为CNS独特而异常重要，”作者在文中写道。“树状大分子在CNS中具有各种应用前景，不仅可以将药物输送到CNS中，还可以调节大脑功能、诊断CNS疾病，甚至整合这些功能于一体。这种多功能性使之在多功能治疗诊断学领域具有无限的前景，我们认为它在未来还可能用于治疗其他CNS疾病。”
参考文献：
Leiro V, Duque Santos S, Lopes C D F, et al. Dendrimers as Powerful Building Blocks in Central Nervous System Disease: Headed for Successful Nanomedicine[J]. Advanced Functional Materials, 2017.DOI: 10.1002/adfm.201700313
链接：
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201700313/full
（瀚海来稿）
来源：高分子科学前沿
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