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浙江大学周民团队《Biomaterials》：金属有机框架-依达拉奉纳米复合物用于治疗放疗引起的脑损伤

高分子科技 · 公众号 · 化学 · 2024-10-10 12:34

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放疗是治疗原发性或转移性脑瘤的重要手段，但同时它也可能对正常脑组织造成损害，引起放射性脑损伤（radiation-induced brain injury，RIBI），这可能导致认知功能障碍、头痛、倦怠等症状。这种认知功能障碍通常表现为注意力、记忆力、执行能力和决策能力的下降，严重影响患者的生活质量。

目前，放射性脑损伤的发病机制尚未完全明确，但已知辐射可以导致脑内氧化应激增加、炎症反应、微血管损伤以及血脑屏障（BBB）破坏等。这些变化可能在放疗后立即发生，也可能在数月或数年后逐渐显现。因此，开发有效的预防和治疗策略对于改善患者预后至关重要。

基于此，浙江大学爱丁堡大学联合学院/浙江大学鄂尔多斯鄂托克生物医药联合研究中心周民教授与西湖大学医学院附属杭州市第一人民医院丁忠祥教授合作在国际学术期刊《Biomaterials》在线发表题为“Metal-organic framework- edaravone nanoparticles for radiotherapy-induced brain injury treatment”的研究论文。

图1. 金属有机框架-纳米复合物用于治疗放疗引起的脑损伤

本项目开发了一种能够通过血脑屏障（BBB）并持续释放神经保护药物的载体，以减轻放疗引起的脑损伤。首先合成了MIL-53(Cr)纳米粒子，并通过表面修饰聚乙烯乙二醇（PEG）和Angiopep-2（ANG）来提高其口服生物利用度和穿越BBB的能力。将依达拉奉（edaravone，一种自由基清除剂，具有神经保护作用，它通过清除羟基自由基和抑制脂质过氧化来保护脑组织）载入修饰后的MIL-53(Cr)纳米粒子中，形成EDA@MIL-53(Cr)-P/A纳米粒子。MIL-53(Cr)-P/A纳米粒子能够实现依达拉奉的持续释放，并提高其穿越BBB的能力。在小鼠模型中，EDA@MIL-53(Cr)-P/A能够减轻全脑照射引起的脑损伤和认知功能障碍。机制研究表明，EDA@MIL-53(Cr)-P/A通过抑制氧化应激、DNA损伤、凋亡和炎症反应来减轻辐射引起的脑损伤。总之，该方法为保护免受放疗引起的脑损伤提供了一种新策略，对改善接受颅脑放疗患者的生活质量具有重要价值。

论文第一作者为西湖大学医学院附属杭州市第一人民医院李雪娇博士，浙江大学博士生华诗远；浙江大学爱丁堡大学联合学院周民教授和与西湖大学医学院附属杭州市第一人民医院丁忠祥教授合作为该论文的共同通讯作者。上述研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、浙江省重点研发计划项目等基金项目的大力支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2024.122868

课题组简介

浙江大学周民教授：浙江大学求是特聘教授; 教育部恶性肿瘤预警与干预重点实验室副主任，国家高层次领军人才，国家高层次人才专家。主要从事医学影像学与生物材料临床转化工作。近年来发表100余篇论文，多次荣获“浙江大学十大年度学术进展提名奖”。科研成果多次被新华社，科技日报等新闻媒体做专题报道。自主研发纳米药物正在开展临床试验，临床结果疗效显著。团队研发新型微藻药物递送系统受到科研及社会各界广泛关注。课题组主页：https://person.zju.edu.cn/mi

近年来，周民团队在肿瘤放射治疗以及放射性防护领域开展了系列创新性研究。周民团队开展了基于肿瘤放射增敏治疗包括放疗乏氧调节、放疗药物增敏等（Science Advances 2020; Advanced Functional Materials 2020; Biomaterials 2020; Biomaterials 2019） Theranostics 2021; J. Nanobiotechnology 2024; Biomaterials 2021; J. Nanobiotechnology 2021; ACS Applied Materials & Interfaces 2020;、放疗辐射防护包括放射性脑损伤、放射性肠炎、全身性辐射损伤等（Nature Communications 2022; Science Advances 2022; ACS Nano 2023; Biomaterials 2024）系列研究，并取得了一系列突破性的进展。

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