《药效团杂交和纳米尺度组装以发现用于癌症治疗的自传递溶酶促溶酶的新型化学实体》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2020-11-16
  • 自然于2020年9月15日发布关于效团杂交和纳米尺度组装以发现用于癌症治疗的自传递溶酶促溶酶的新型化学实体。文章指出整合药物发现和给药领域的独特优势,对药物开发的推进具有不可估量的价值。在这里,我们提出了一种自我递送的单组分新型化学实体纳米药物(ONN)策略,通过将自我组装原理整合到药物设计中来改善癌症治疗。一种溶酶omotropic洗涤剂(MSDH)和自噬抑制剂(Lys05)混合开发本质上能够形成纳米组件的双氨基喹啉衍生物。筛选出的BAQ12和BAQ13 ONNs在诱导溶酶体破坏、溶酶体功能障碍和自噬阻断方面非常有效,其抗增殖活性比临床试验中使用的羟氯喹高30倍。这些单药纳米颗粒在体内表现出优异的药代动力学和毒理学特性以及显著的抗肿瘤功效。此外,它们能够封装和递送额外的药物到肿瘤部位,因此是基于自噬抑制的联合治疗的有前途的药物。考虑到它们跨学科的优势,这些BAQ网络在改善癌症治疗方面有巨大的潜力。

相关报告
  • 《设计纳米尺度的生物运动》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2019-05-22
    • 已经创建了合成蛋白质,其以可预测和可调节的方式响应其环境而移动。这些运动分子是在计算机上从零开始设计的,然后在活细胞内产生。 为了发挥作用,天然蛋白质通常以精确的方式改变其形状。例如,血液蛋白血红蛋白必须在结合并释放氧分子时弯曲。然而,通过设计实现类似的分子运动一直是一个长期的挑战。 5月17日的“科学”杂志报道了成功设计出响应pH变化而改变形状的分子。 (pH值是从碱性到酸性的化学规模。) 华盛顿大学医学院蛋白质设计研究所领导了多机构研究。 研究人员着手创造合成蛋白质,在中性pH值下自组装成设计配置,并在酸存在下快速拆解。 结果显示,这些动态蛋白质按预期移动,可以使用其pH依赖性运动来破坏脂质膜,包括内体上的脂质膜,这是细胞内的重要区域。 这种膜破坏能力可用于改善药物作用。递送至细胞的大量药物分子通常滞留在内体中。坚持到那里,他们无法实现他们预期的治疗效果。 内体的酸度不同于细胞的其他部分。该pH差异作为触发设计分子运动的信号,从而使它们能够破坏内体膜。 “能够以可预测的方式设计合成蛋白质的能力将推动新的分子药物浪潮,”资深作者,大学医学院生物化学教授,蛋白质设计研究所所长David Baker说。 “因为这些分子可以使内体透化,所以它们作为药物输送的新工具具有很大的前景。” 长期以来,科学家一直试图设计内体逃逸。 “破坏细胞膜可能是有毒的,因此重要的是这些蛋白质只有在合适的条件下才会在适当的时间内激活,一旦它们进入内体,”最近贝克实验室的博士后研究员斯科特博肯说。最近的项目。 Boyken通过添加一种叫做组氨酸的化学物质,在他的设计蛋白质中实现了分子运动。在中性(既不是碱性也不是酸性)条件下,组氨酸不带电荷。在少量酸的存在下,它会吸收正电荷。这阻止它参与某些化学相互作用。组氨酸的这种化学性质使得团队能够制造在酸存在下分解的蛋白质组装。 “设计具有活动部件的新蛋白质一直是我博士后工作的长期目标。因为我们从头开始设计这些蛋白质,我们能够控制组氨酸的确切数量和位置,”博肯说。 “这让我们可以调节蛋白质在不同的酸度下分解。” 来自威斯康星大学,俄亥俄州立大学,劳伦斯伯克利国家实验室和霍华德休斯医学研究所的Janelia研究园区的其他科学家为这项研究做出了贡献。 那些在OSU的Vicki Wysocki小组中使用天然质谱法来确定导致蛋白质分解所需的酸量。他们证实了设计假设,即在蛋白质之间的界面处含有更多的组氨酸会导致组件突然崩溃。 威斯康星大学药学院Kelly Lee实验室的合作者表示,设计蛋白质以pH依赖性方式破坏人工膜,这反映了天然膜融合蛋白的行为。 在HHMI的Janelia研究园区的Jennifer Lippincott-Schwartz实验室进行的后续实验表明,这些蛋白质也破坏了哺乳动物细胞中的内体膜。 可以逃避内体的重新设计的病毒是最常用的药物递送载体,但病毒具有局限性和缺点。 研究人员认为,仅由设计蛋白质制成的药物传递系统可以与病毒传递的效率相媲美而没有固有的缺点。 ——文章发布于2019年5月16日
  • 《我国研发出纳米酶治疗肿瘤新技术》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-05-04
    • 日前,《自然·通讯》(Nature Communications)杂志在线发表了扬州大学医学院高利增课题组、中国科学院生物物理研究所阎锡蕴课题组合作完成的纳米酶催化治疗肿瘤的最新研究成果。这项研究首次证明,通过对纳米酶多酶体系的体内活性调控,可以将肿瘤代谢产物催化为毒性物质,实现对肿瘤的特异性杀伤。据介绍,该研究是首次将纳米酶直接用于肿瘤体内治疗。 该研究团队设计发明了具有多重酶活性的新型碳氮纳米酶,并利用铁蛋白的导航,在体内实现纳米酶的精准递送和酶活调控,利用肿瘤特征性的代谢产物,发挥对肿瘤特异而高效的杀伤作用,建立了纳米酶靶向催化治疗肿瘤的新策略,为肿瘤治疗提供了新的思路和技术。 据介绍,肿瘤代谢具有与正常细胞不同的特征,如何利用肿瘤代谢产物发展“以彼之道,还制彼身”的治疗策略是肿瘤生物治疗的新领域。由于过氧化氢可被过氧化物酶催化产生具有细胞毒性的自由基,因此过氧化物酶被寄予开发肿瘤新药物的希望。但是天然酶往往稳定性较差,在复杂的体内环境中容易失活,因而其应用受到限制。本项工作的研究人员另辟蹊径,探索了兼具酶催化活性和纳米材料稳定性的纳米酶在该策略中的应用。 研究人员首先设计合成了具有氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶及超氧化物歧化酶4种酶活性的新型纳米酶。这种纳米酶多酶活性是通过在介孔碳球中掺杂了氮元素实现的。如何将该纳米酶准确递送到肿瘤细胞并特异激活其产生活性氧自由基的氧化酶和过氧化物酶活性,是决定碳氮纳米球能否应用于肿瘤治疗的关键。 研究人员利用铁蛋白对这种新型碳氮纳米酶进行修饰,并通过实验验证了铁蛋白修饰后的碳氮纳米酶可以特异识别肿瘤细胞,并定位于肿瘤细胞内部具有酸性环境的溶酶体中,其氧化酶和过氧化物酶被特异性激活,催化肿瘤内的氧气和过氧化氢产生高毒性的活性氧自由基,实现对肿瘤细胞的特异性杀伤。动物荷瘤实验表明,铁蛋白-碳氮纳米酶可显着抑制肿瘤的生长。