我院徐文华、许瑞团队在肿瘤精准递送与治疗领域取得系列研究进展

近日，我院口腔颌面外科徐文华、许瑞团队联合中国科学院杭州医学研究所贾飞研究员团队围绕肿瘤精准治疗中的关键递送问题取得系列研究进展。团队针对核酸、多肽等生物大分子药物稳定性不足、胞内滞留、亚细胞定位受限及活性调控困难等问题，发展了基于刷状高分子架构的动态界面调控与程序化胞内激活策略，形成了从提高胞内有效递送到调控胞内激活顺序的连续研究思路。

恶性肿瘤是口腔颌面外科的重要诊疗领域之一。随着精准治疗和免疫治疗不断发展，核酸和功能多肽因靶点明确、作用机制多样而显示出重要应用潜力，但其疗效高度依赖于能否跨越细胞和亚细胞屏障，并在合适的位置和时间发挥作用。因此，提升生物大分子药物的胞内可利用性，并进一步实现对其胞内转运和激活过程的精准调控，是提高肿瘤治疗效能的重要研究方向。

在第一项研究中，团队聚焦反义寡核苷酸（ASO）进入细胞后难以有效到达胞质的问题，构建了两性离子刷工程分子球形核酸（EmSNA）。该体系通过在分子球形核酸表面引入聚羧基甜菜碱两性离子刷，形成致密、水合且近电中性的动态界面，在保持ASO快速、序列特异性识别能力的同时，提高其热稳定性和抗核酸酶降解能力。两性离子刷还可在酸性胞内环境中调节界面性质，减少溶酶体滞留并提高胞质可利用性。实验显示，EmSNA的胞质可利用比例由传统分子球形核酸的约16%提高至约51%，并进一步增强HER2基因沉默和体内抗肿瘤作用。相关成果以“Zwitterionic Brush-Engineered Molecular Spherical Nucleic Acids for Enhanced Intracellular Antisense Activity”（中文译名：两性离子刷工程化分子球形核酸增强胞内反义活性）为题发表于Nano Letters（《纳米快报》）。

该研究表明，核酸纳米递送不仅要提高细胞摄取，更需要提高进入细胞后的有效胞质暴露，使核酸能够真正参与靶标识别和基因调控。由此，高分子刷从传统的稳定和保护层进一步转变为能够主动调控纳米药物胞内命运的功能界面。

图1. EmSNA的结构设计与作用机制。

在此基础上，团队进一步将研究重点由界面调控拓展至胞内激活过程的顺序控制。在第二项研究中，团队构建了顺序去屏蔽多肽释放架构（Sequential Unmasking Peptide Release Architecture，SUPRA）。该体系采用全共价brush-on-brush层级高分子结构，将线粒体裂解肽KLAK高密度接枝于谷胱甘肽响应的聚二硫键主链形成内层肽刷，并以酸敏PEG构建外层屏蔽刷，使酸响应和还原响应分别作用于不同结构层级。

SUPRA在血液循环中保持屏蔽和低膜活性的运输状态；进入内体酸性环境后，外层PEG首先脱除，膜相互作用能力随之恢复，并促进内体/溶酶体逃逸；进入胞质后，聚二硫键骨架在还原环境中进一步解构，使KLAK逐步恢复线粒体膜作用能力并向线粒体富集。细胞内示踪显示，约78%的KLAK相关荧光最终定位于线粒体区域，支持酸响应去屏蔽、胞质还原解构和线粒体富集依次发生的胞内激活过程。

该程序化架构显著改善了KLAK的稳定性、循环行为和肿瘤递送，并诱导伴随免疫相关特征的肿瘤细胞死亡。在动物模型中，SUPRA不仅抑制原位肿瘤生长和肺转移，还可抑制未直接给药的远端肿瘤，并增强抗PD-1治疗效果，显示出将胞内多肽精准激活与抗肿瘤免疫效应相结合的潜力。相关成果以“A Covalent Brush-on-Brush Polymer Programs Ordered Intracellular Activation of a Mitochondria-Disrupting Peptide”（中文译名：共价刷上刷聚合物实现线粒体破坏肽的有序胞内激活）为题发表于Angewandte Chemie International Edition（《德国应用化学》）。（颌面外科）

图2. SUPRA的设计与时序激活机制。