今天与大家分享一篇近期发表在Macromolecules上的研究进展，题为：Aptamer-Conjugated Micelles for Targeted Photodynamic Therapy Via Photoinitiated Polymerization-Induced Self-Assembly。本文的通讯作者为美国佛罗里达大学的Brent S. Sumerlin教授。

光动力疗法是一种新兴的癌症治疗方法。一般来说，该治疗方法需要将光敏剂递送进肿瘤部位，然后用光照激发光敏剂。活化的光敏剂将能量传递给O₂，产生细胞毒性的活性氧物种，如¹O₂，它可以氧化细胞内的生物大分子，使细胞死亡。相较于传统疗法，光动力疗法有许多优势，例如：通过控制光照部位，可以很大程度上减少对健康组织的损伤；通过控制光照强度和波长，可以精确调节治疗剂量。光损伤只发生在光敏剂聚集的部位，因此将光敏剂准确地递送进肿瘤部位是至关重要的。纳米粒子是常用的药物递送载体，可以用于包载疏水药物，并且可以提供多个位点用于细胞特异性的靶向修饰。绝大多数纳米粒子药物递送方面的研究都利用肿瘤的EPR效应实现被动的靶向效果。

本文作者利用聚合诱导自组装（Polymerization- Induced Self-Assembly, PISA）方法制备了一种光活性的纳米粒子，并在纳米粒子表面通过叠氮-炔烃环加成方法修饰了DNA适配体，赋予了纳米粒子主动的肿瘤靶向功能。该纳米粒子具有光动力治疗癌症的应用前景。

作者首先通过可逆加成-断裂链转移聚合（Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization，RAFT）制备了PISA纳米粒子。作者使用玫瑰红（Rose Bengal，RB）为光敏剂，制备了玫瑰红甲基丙烯酸酯单体，并将其作为聚合单体之一，通过PISA方法，使玫瑰红共价连接在纳米粒子上，有效地防止了光敏剂的浸出；同时，玫瑰红也作为光催化剂，催化RAFT{attr}3189{/attr}的进行，实现自催化的PISA过程。作者还用叠氮基团修饰了大分子链转移剂末端，使得自组装形成的纳米粒子表面能够与炔基发生环加成反应，纳米粒子制备流程如图1所示。

图1. 纳米粒子的制备流程示意图。

玫瑰红作为PISA反应的光催化剂，使得该反应可以通过开关灯来控制——RB吸收590-595 nm的低能量黄光，当黄光灯打开时，聚合反应发生，当黄光灯关闭时，聚合反应停止，并且再度开灯时反应速率几乎不变（图2）。另外，作者还提到，在无光条件下，150 mg/mL浓度的纳米粒子在室温下可以保存半年以上，并且支持4℃保存和冻干保存，性质十分稳定。这可能与其惰性的外壳有关。

随后，作者在PBS中验证了纳米粒子在黄光照射下产生¹O₂的能力，与预期相符，如图3所示。

为了使纳米粒子对肿瘤组织具有靶向选择性，作者用Sgc8适配体对纳米粒子表面进行了修饰，流程如图4所示。Sgc8适配体对于结肠癌细胞（HCT116）有着特异性的高亲和力。细胞实验表明，适配体修饰过的纳米粒子能更好地被HCT116癌细胞摄取，如图5所示。但不足的是，作者并没有进行动物实验验证该纳米粒子的体内抗癌效果。

总的来说，作者使用PISA方法一锅法制备了负载有光敏剂的纳米粒子，该纳米粒子的表面可被适配体修饰从而具有靶向能力。并且，共价负载于其中的玫瑰红光敏剂可产生¹O₂，使这种材料有应用于光动力治疗的潜力。

作者：SYM    审校：WS

DOI: 10.1021/acs.macromol.1c01276

Link: https://doi.org/10.1021/acs.macromol.1c01276