2023年10月17日，中国医学科学院生物医学工程研究所梅林团队与中山大学陈洪中团队、南洋理工大学赵彦利团队合作在Nature Communications 《自然通讯》发表了题为“NIR-dye bridged human serum albumin reassemblies for effective photothermal therapy of tumor”（NIR染料桥接人血清白蛋白自组装纳米粒用于肿瘤的高效光热治疗）的论文。该研究开发了一种新型人血清白蛋白（HSA）药物递送体系，用于高效负载具有双马来酰亚胺结构的近红外（NIR）染料，实现了抗肿瘤药物的主动靶向递送和肿瘤的高效光热治疗。
自白蛋白紫杉醇（Abraxane）在临床成功应用以来，基于HSA的药物递送系统因其具有优异的生物相容性和药动学性质，已被广泛应用于肿瘤靶向药物递送。尽管目前已经报道了许多基于HSA的药物递送系统，这些系统仍然存在药物负载率低（低于10%）、制备工艺复杂等问题。因此，开发兼具高药物负载率和高药物递送效率的HSA体系制备技术仍然具有挑战性。在本研究中，该团队报道了一种新型HSA制剂的制备技术，用于负载具有双马来酰亚胺结构的NIR染料BPY（本研究合成的具有光热活性BODIPY类小分子BPY-Mal2，见图1）。该制备技术首先通过TCEP[三(2-羧乙基)膦，一种二硫键还原剂]将链接HSA的二硫键剪开，使得HSA失去三级结构变为肽链。随后，再利用马来酰亚胺和巯基的反应负载BPY，将BPY桥接在肽链之间，通过药物与肽链之间的交联形成自组装纳米粒（图2）。相比于之前报道的HSA药物递送体系，该技术所制备的BPY@HSA显著提高了药物负载率（26.1%），并在体外表现出了增强的细胞摄取和3D肿瘤球渗透能力。这是由于改性后的HSA不仅能与gp60结合，还能与gp18和gp30等受体结合，这提高了肿瘤细胞对BPY@HSA的主动摄取效率。体内研究亦表明该体系具有良好的靶向效率，可作为一种新型光热治疗体系用于光热消融肿瘤。
图1. BPY的合成路线
这项工作开发的HSA药物递送系统的药物负载模式，有望用于实现更多的具有双马来酰亚胺结构药物的高效负载和靶向递送，以提高药物递送效率，将为癌症和其它疾病的治疗药物的负载提供重要的策略。
图2. 开发BPY@HSA用于肿瘤高效光热治疗
本研究工作以中国医学科学院生物医学工程研究所为第一作者单位，获得国家自然科学基金项目（32101065和82272154）、中央高校基本科研业务费（2021-RC310-005）、天津市杰出青年基金（22JCJQJC00120）和中国医学科学院医学与健康科技创新工程（2021-I2M-1-058、2022-I2M2-003）等项目资助。中国医学科学院生物医学工程研究所和天津市生物医学材料重点实验室梅林研究员、新加坡南洋理工大学赵彦利教授和中山大学陈洪中副教授为本文章的共同通讯作者，老虎机游戏在读博士生史照青、雒苗苗和中山大学博士生黄启立为共同第一作者。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-42399-9
