科研快讯丨声动力药物-金属配位框架材料用于黑色素瘤靶向治疗

超声作为一种非侵入性的外部刺激，不仅应用于临床诊断成像，在肿瘤消融方面也起到了至关重要的作用。其中包括声动力疗法（SDT），该疗法基于产生具有细胞毒性的活性氧（ROS），从而诱导细胞凋亡或坏死。此外，有研究发现，SDT过程中产生的细胞毒性 ROS（如•OH， 1O2）对诱导控制免疫源性细胞死亡的细胞内危险信号通路至关重要。但现有的声敏剂大多具有体内清除速度快、生理条件稳定性差等特性，导致肿瘤特异性富集降低，SDT疗效不理想。如何改善声敏剂特性，构建新的声动力治疗体系仍面临挑战。

金属有机框架材料是一种以金属簇为结点，通过与桥连有机配体以配位键方式连接的多功能材料。纳米级金属有机框架材料凭借其优良特性，逐渐在医药领域占据一定的地位，通常作为药物载体用来负载药物，实现定点释放小分子药物的功能，但也存在一定的药物负载率低、药物提前泄露等风险。合适的有机配体，主要包括非功能性配体和功能性配体。非功能性配体合成的纳米框架材料，主要作为药物载体。而功能性配体则赋予框架材料不同的特性，如荧光诊断或治疗特性，因此成为了更佳选择。

围绕以上问题，无锡市南京大学锡山应用生物技术研究所特聘研究员、南京大学医学院洪浩教授团队设计了一种以FDA批准的声敏剂药物血卟啉单甲醚（HMME）为配体，金属锆作为节点的有机框架材料，通过多模态影像（正电子断层扫描+荧光成像）精准导向超声刺激，激活材料达到治疗黑色素瘤的效果。

本研究首先通过改进的溶剂热法成功合成锆基-HMME有机框架材料，并验证了其在超声作用下能够有效产生ROS。随后以黑色素瘤细胞B16/F10作为研究对象，发现该材料不仅能够有效被细胞摄取，还能够有效地在肿瘤部位积累，体外体内结果均证明了其良好的靶向性。研究进一步构建了小鼠黑色素肿瘤模型，发现施加了超声的材料处理组能够显著抑制肿瘤生长，而未超声组并未有抑瘤效果。

图1. A：血卟啉单甲醚（HMME）的结构图；B：利用动态光散射法（DLS）测定的ZP-F3的水合粒径图；C：ZP-F3在黑色素荷瘤小鼠模型中的抑瘤数据；D：ZP-F3在被黑色素瘤细胞B16/F10摄取的荧光显微镜照片；E：ZP-F3在黑色素荷瘤小鼠中的体内荧光成像图

总之，本研究构建了一种新型的肿瘤靶向药物-金属配位框架材料，能够改善声动力药物HMME的药代动力学行为，增加在肿瘤部位的积累，通过超声刺激产生活性氧进而抑制肿瘤生长，为新型医用材料的构建提供了新的方向。

该研究结果以“肿瘤靶向的声动力锆基有机框架材料”为题于2023年7月31日获得专利授权。

人员介绍

    洪浩教授，无锡市南京大学锡山应用生物技术研究所特聘研究员、南京大学医学院教授，博士生导师，国家重大人才青年计划入选者。目前的研究重点是核素诊疗药物，肿瘤靶向治疗，生物医学材料，精准药物递送，微生物生长控制等。近5年共发表论文25篇，其中一作和通讯（含共同）23篇。主要工作发表在Nature Nanotechnology, ACS Nano，J Am Soc Chem, J Nucl Med, Nano Today, PNAS等国际权威期刊，发表论文累计他引超过10000次；获得美国核医学与分子影像学会（SNMMI）的Berson-Yalow奖（2012与2016年）；获批国家/国际发明专利5项；获得江苏省“双创人才”等人才项目支持。