有一種神奇的囊泡，不僅自身具有優(yōu)良的天然抗菌性能,，而且還能將抗腫瘤藥包裹起來,，直接送達(dá)癌癥患者的病灶部位,，集中優(yōu)勢(shì)“兵力”殲滅“敵人”。這一有望為癌癥患者帶來福音的“抗菌肽囊泡”,，由首批上海“千人計(jì)劃”專家,、我校材料科學(xué)與工程學(xué)院杜建忠教授課題組首次在國際學(xué)界提出、并在實(shí)驗(yàn)室成功制備,。該研究成果作為封面文章發(fā)表于最新一期《美國化學(xué)會(huì)大分子快報(bào)》,。
“抗癌藥具有一定的毒性，副作用大,，在殺滅癌細(xì)胞的同時(shí)也對(duì)人體正常細(xì)胞造成傷害,；有些腫瘤病人手術(shù)后不僅需要化療、放療,，還容易誘發(fā)其他病癥,，需用大量的抗生素來抗感染，這樣一來就會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的藥物相互作用及耐藥性,，對(duì)于疾病治療很不利,。”杜建忠教授介紹說，為此,，課題組基于多年高分子材料和抗菌領(lǐng)域的研究,，嘗試從人體自身免疫系統(tǒng)入手，結(jié)合天然高分子材料,，開發(fā)一種新型低毒抗菌囊泡,，將抗癌藥物包載其中，以減少多種藥物對(duì)人體的傷害,，并延長(zhǎng)藥物作用時(shí)間,。
杜建忠教授表示，一方面人體自身免疫系統(tǒng)中具有“抗菌肽”,，用它可以天然殺菌,；另一方面高分子納米囊泡可以包載很多藥物，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域有著廣泛的潛在應(yīng)用,。循此研究思路,，課題組將人工合成的抗菌肽連接到天然高分子材料“殼聚糖”上，并進(jìn)一步成功合成出高效低毒抗菌高分子納米囊泡,。
實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果表明,，這種“抗菌肽囊泡”不僅抗菌效果好，而且毒性很低,，不會(huì)增加紅細(xì)胞破壞,；它還如同一艘航行在人體海洋中的“航空母艦”，可以高效包載抗腫瘤藥和抗癲癇藥,，以“集裝箱”方式打包直接運(yùn)輸?shù)桨┌Y部位,，在無需使用外在抗生素情況下,，就能實(shí)現(xiàn)滅菌并可長(zhǎng)時(shí)間“巡航”，也不會(huì)誤傷正常細(xì)胞,。
與此同時(shí),，該“抗菌肽囊泡”上還預(yù)留有類似電腦“USB”的接口，通過直接插上相關(guān)部件,，可以很方便地拓展其功能,，實(shí)現(xiàn)升級(jí)換代。
杜建忠教授還打了一個(gè)比方來說明“抗菌肽囊泡”相較傳統(tǒng)抗生素膠囊的優(yōu)良效用：“這好比是打一場(chǎng)戰(zhàn)役,，‘抗菌肽囊泡’能將幾千個(gè)士兵集中在一起,，火力很猛,，敵人可以快速被消滅,。而普通的抗生素膠囊，就好比是用一個(gè)士兵來對(duì)付一群敵人,，而且數(shù)小時(shí)后就失去作用,，還會(huì)產(chǎn)生耐藥性。”
這一研究工作被評(píng)審專家認(rèn)為具有開創(chuàng)性,，由此登上國際著名期刊《美國化學(xué)會(huì)大分子快報(bào)》2013年第11期的封面,。
“我們下一步還要深入研究，希望能將這艘裝載有抗腫瘤藥的‘航空母艦’安上‘GPS定位系統(tǒng)’,，并增加一些可控開關(guān),，以針對(duì)癌癥部位實(shí)現(xiàn)更加主動(dòng)、精準(zhǔn)的調(diào)控,，取得更理想的抗菌效果和抗腫瘤效果,。”
此研究工作得到了上海高校特聘教授（東方學(xué)者）、上海千人計(jì)劃,、上海浦江人才計(jì)劃,、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才計(jì)劃、同濟(jì)大學(xué)青年杰出人才計(jì)劃以及國家自然科學(xué)基金等資助,。(生物谷Bioon.com)
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ACS Macro Letters DOI: 10.1021/mz400480z
Antibacterial Polypeptide-Grafted Chitosan-Based Nanocapsules As an “Armed” Carrier of Anticancer and Antiepileptic Drugs
Chuncai Zhou , Mingzhi Wang , Kaidian Zou , Jing Chen , Yunqing Zhu , and Jianzhong Du
Antibacterial polypeptides as ancient immune defense systems are effective against bacteria. Here we report a novel kind of “armed” carrier: an antibacterial polypeptide-grafted chitosan-based nanocapsule with an excellent antibacterial efficacy against both Gram-positive and Gram-negative bacteria. This nanocapsule also has excellent blood compatibility and low cytotoxicity. Patients after tumor surgery may benefit from this “armed” carrier because it is highly anti-inflammation and is able to deliver anticancer and antiepileptic drugs simultaneously.
