DOI:10.1016/j.mtcomm.2020.101149
具有理化功能的可注射自組裝凝膠已廣泛用于遞送化學治療劑,以增強抗腫瘤作用。然而,對生理功能性凝膠遞送系統的探索相對較少。在這樣的系統中,凝膠不僅可以直接到達病變處,還可以通過凝膠自身的生物活性對腫瘤起到協同作用,從而達到更好的治療效果。在此,借助于直接自組裝能力,將衍生自茯苓蘑菇(Poria cocos)的生物活性天然化合物多孔酸A(PAA)開發為可注射凝膠。通過簡單的混合方法成功構建了PAA凝膠(PAA/G),以啟動自組裝。形態和流變學研究表明,PAA/G由直徑小于100nm的納米纖維組成,具有良好的可注射性。通過光譜學和接觸角分析,氫鍵和π-π相互作用已被證明是自組裝的驅動力。鑒于PAA的抗腫瘤活性,將具有匹配活性的抗腫瘤藥阿霉素(DOX)封裝在PAA/G(DOX-PAA/G)中。體外和體內抗腫瘤研究表明,具有生物活性的DOX-PAA/G不僅可以通過協同作用發揮更好的腫瘤抑制作用(對自由DOX的抑制率為160%),而且還可以改善荷瘤小鼠的整體健康狀況(更健康的血液,正常的體重,較高的SOD水平)。生物活性凝膠遞送系統的成功開發,不僅為腫瘤的治療提供了新的策略,而且為生物活性天然產物作為生物材料提供了潛在的新用途。
圖.茯苓蘑菇、多孔酸A和自組裝的PAA凝膠。
圖2.PAA/G的表征。a)PAA/G的SEM圖像;b)頻率掃描中PAA/G的存儲和損耗模量(應變1%);c)應力掃描(頻率0.1Hz)中PAA/G的存儲和損耗模量。
圖3.PAA/G形成自組裝的驅動力。a)乙醇-水混合溶劑中不同濃度PAA的紫外光譜;b)PAA粉末和PAA干凝膠的紅外光譜;c)PAA粉末和PAA干凝膠的接觸角測量。
圖4.a)PAA/G的可注射性(左:注射前,右:注射后);b)在不同剪切速率(5 s-1和0.001 s-1)下PAA/G的剪切粘度。
圖5.用PAA/G封裝DOX。a)阿霉素和DOX-PAA/G;b)DOX、PAA/G和DOX-PAA/G的IR。
圖6.DOX-PAA/G體外和體內釋放DOX。a)DOX-PAA/G在PBS(pH=7.4和pH=5.5)中體外釋放DOX。n=5;b)DOX-PAA/G和游離DOX在不同時間的離體熒光圖像,n=3;c)使用體內成像系統獲得的DOX-PAA/G和游離DOX的平均信號。n=3;d)通過HPLC測定腫瘤中的DOX含量。n=3。
圖7.DOX-PAA/G對a)4T1細胞和b)MCF-7細胞的體外抗腫瘤活性。n=6;c)兩個細胞上PAA/G和DOX的結合指數;d)4T1細胞中DOX濃度隨時間變化的曲線。n=6。
圖8.體內腫瘤抑制。a)用不同制劑治療后的腫瘤體積。n=8,P<0.05*;b)不同組小鼠腫瘤的H&E染色。比例尺,20μm;c)不同組的小鼠腫瘤的TUNEL免疫組織化學染色。比例尺,20μm;d)定量分析不同組TUNEL染色的凋亡區域。
圖9.治療后荷瘤小鼠的健康評估。a)白細胞導致不同組血常規的變化。n=3;b)紅細胞導致不同組血常規的變化。n=3;c)不同組小鼠的體重。n=8;d)小鼠血清中的SOD水平。n=3。P<0.05*。