以藥物和載體資料構建藥物輸送系統，並利用資料自身理化特性實現藥物活性成分的包載、靶向遞送和控制釋放，是納米醫學領域的研究熱點。作為大環類化合物之一，環糊精不僅具有獨特的分子器件特性，在催化、分離、食品以及製藥領域應用廣泛，也是構建智慧納米藥物的分子載體，進一步地環糊精具有特殊的生物學效應，其通過介導巨噬細胞代謝調控炎性反應。囙此，將環糊精理化特性和生物學特性有機結合，參與生/病理調控並輔助藥物治療，對於深入研究載體資料生物學效應、設計藥物-載體協同增效型納米藥物具有重要意義。
北京时間2月3日，這項研究發表在國際知名期刊《自然通訊》（Nature Communication）上，化學系白宏震博士後為論文的第一作者，化學系湯穀平教授和浙江大學醫學院免疫所來利華副教授為共同通訊作者。研究團隊針對結腸癌發病機制、生/病理微環境特徵，以甘露糖功能化環糊精（CD）為主體分子，分子靶向藥物瑞戈非尼（RG）為客體分子，設計了一種全新的主-客體自組裝納米藥物器件。用環糊精多級組裝特性構建具有孔道堆積微結構的、口服型納米藥物（RG@M-CD）。RG@M-CD獨特的納米孔道結構能够降低胃酸對藥物活性成分的破壞，在腸環境中進行逐級解組裝，發揮藥物緩釋作用，極大提高瑞戈非尼的腸部位富集。此外，RG@M-CD針對結腸癌腫瘤細胞及腫瘤相關巨噬細胞高表達甘露糖受體的特點，借助甘露糖功能化修飾實現對腫瘤組織的主動靶向，顯著提高癌變部位的藥物浸潤。通過建立結腸癌實體瘤和炎性相關結腸癌模型，研究了RG@M-CD納米藥物的抗腫瘤能力。通過基因晶片技術、生物資訊學分析等方法，深入研究了RG@M-CD納米藥物抑制結腸癌細胞惡性行程、阻斷腫瘤部位血管新生和調控腫瘤微環境的內在機理。闡述了RG@M-CD納米藥物的作用機理和臨床應用潜力，為結腸癌的治療和納米藥物設計提供了全新視角。
本項研究工作得到農生環測試中心的王華老師，化學系分析測試平臺的何巧紅、陳林深、陳芳、劉亞琴老師在資料表徵上的幫助，醫學院潘婷老師、熊佳博士在分子生物學實驗中的幫助，同時感謝浙江中醫藥大學病理學系金曉琴老師在病理切片實驗上的幫助。
研究成果線上發表在國際綜合類期刊Nature Communications（DOI: 10.1038/s41467-021-21071-0）上。研究專案得到了國家自然科學基金（No. 51573161，No.51873185和No.81771699）的資助。
圖1環糊精主客體納米藥物及其作用機制示意圖
圖2環糊精主客體納米藥物對炎性相關結腸癌及腫瘤微環境的協同調控