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【纳米】脑靶向银基巨型多金属氧酸盐用于脑胶质瘤诊疗

X-MOL资讯 · 公众号 · · 2024-01-26 08:09

正文

新型药物开发一直以来是肿瘤药物研究的前沿和难点。巨型异金属多金属氧酸盐 (POMs) 团簇具有精确的原子结构、灵活的可调性和丰富的活性位点，是构建功能纳米药物的重要材料。但是目前POM药物在原位脑肿瘤治疗研究中尚无报道，究其原因是大脑特殊的血脑屏障阻挡了几乎所有药物入脑，同时现有的POM药物缺乏高效特异性的活性中心，药物活性低且无示踪功能，无法实现脑胶质瘤的有效诊疗。近日，河南大学赵俊伟教授、师冰洋教授、王杰菲副教授合作报道了一种新型脑靶向治疗脑胶质瘤的巨型异金属POM纳米簇。

银 (Ag) 已被报道为辐射致敏剂和细胞凋亡剂的抗肿瘤活性中心，银 (Ag) 基POM材料因为Ag活性中心的引入，有望赋予POM团簇高的抗癌活性，实现脑胶质瘤的有效治疗。巨型异金属多金属氧酸盐纳米簇为Ag抗癌活性中心、发光中心、靶向修饰等提供了巨大的空间。但是由于大尺寸POM体系中难以同时精确平衡TM和Ln离子之间的竞争，因此，设计合成一种基于具有Ag⁺活性中心的巨型POM基脑靶向胶质瘤药物仍是一项艰巨而有意义的任务。

河南大学团队利用几何构型不受限的Ag⁺和Ce³⁺离子与钨氧骨架配位组装制备了一例巨型Ag⁺和Ce³⁺异金属稳定的多金属氧酸盐团簇。该团簇 (Te-Ag-Ce簇) 包含238个金属中心 (206个W，12个Ag和20个Ce)，长度约为6 nm，是目前所报道的最大和最长的异金属POM分子团簇，其阴离子骨架{[Ce₁₀Ag₆(DMEA)(H₂O)₂₇W₂₂O₇₀][B-α-TeW₉O₃₃]₉}₂^88-是两个相同的{Ce₉Ag₆W₂₂(TeW₉)₉}基团以“背靠背”的方式由两个[Ce(DMEA)(H₂O)₄]³⁺阳离子连接而成。

图1. Te-Ag-Ce簇的阴离子骨架结构分析。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

该团簇巨大的表面结构和丰富的结合位点为其功能修饰提供了有利条件。通过球磨、进一步的修饰脑靶向多肽，成功制备了一种脑靶向POM纳米药物 (Ang-Te-Ag-Ce NPs)。细胞毒性实验结果表明Ang-Te-Ag-Ce NPs能够通过Ag活性中心特异性激活活性氧调控的胶质瘤细胞凋亡通路，有效抑制胶质瘤细胞增值，并且对正常HA1800细胞没有明显毒性，显示出良好的肿瘤特异性杀伤。Ang-Te-Ag-Ce NPs可有效地穿过血脑屏障并靶向胶质瘤细胞，体内肿瘤抑制实验结果显示原位胶质瘤小鼠经过Ang-Te-Ag-Ce NPs用药治疗后，其生存期可大幅延长至50天。该脑靶向POM纳米药物具有BBB穿透、肿瘤特异性、高的药物活性的多种优点，有效填补了目前脑胶质瘤领域缺乏有效抗胶质瘤药物的空白。

图2. Ang-Te-AgCe NPs的体内靶向治疗评估。a) Ang-Te-Ag-Ce NPs 在原位胶质瘤模型中的体内治疗路线示意图。b) 肿瘤生长随时间变化的生物发光图像。c)治疗后各组小鼠离体大脑的H&E染色图像。d) 肿瘤的生长曲线变化。e) 脑切片的TUNEL、CD31、C-Cas3 和 Ki67 染色分析。f) 各组小鼠治疗过程中的体重变化。g) 各组小鼠的生存曲线。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

该成果近期发表在Angew. Chem. Int. Ed.上，文章的第一作者是河南大学硕士研究生宋妮子、卢梦雅和讲师刘建彩。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

A Giant Heterometallic Polyoxometalate Nanocluster for Enhanced Brain-Targeted Glioma Therapy

Nizi Song, Mengya Lu, Jiancai Liu, Ming Lin, Ping Shangguan, Jiefei Wang, Bingyang Shi, and Junwei Zhao

Angew. Chem. Int. Ed., 2024, DOI: 10.1002/anie.202319700

赵俊伟教授简介

博士毕业于中国科学院福建物质结构研究所，现为河南大学二级教授，博士生导师，河南省特聘教授，河南省学术技术带头人，河南省高层次人才，英国皇家化学会会士，河南省科技创新人才。主要从事多金属氧簇功能材料设计合成、发光及光学传感、电化学生物识别器件、抗癌药物活性及光热治疗等方面的研究，在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Coord. Chem. Rev.等国际主流期刊上发表SCI论文180余篇。主持国家自然科学基金、中国博士后科学基金、河南省科技创新人才杰出青年基金、河南省高校科技创新团队支持计划、河南省高校科技创新人才支持计划1项等20余项，获批授权国家发明专利13项，获省部级奖励3项，主编专著1部、参编教材4部。《Polyoxometalates》等期刊编委。

https://www.x-mol.com/university/faculty/10006

王杰菲副教授简介

现为“河南大学”青年英才，硕士生导师。研究方向：脑疾病光学诊疗。主持国家自然科学面上基金、国家青年基金、中国博士后创新人才计划、河南省科技研发联合培育基金、河南省高校科技创新人才支持计划等11项国家/省部项目。在Nat. Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Adv. Sci.、ACS Nano等国际主流期刊上发表SCI论文25篇，授权中国发明专利13项。

https://www.x-mol.com/university/faculty/194822

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