可注射生物催化纳米复合水凝胶用于局部酶治疗

　　酶前体药物治疗 (EPT) 是一种组合治疗系统，使用前体药物激活酶引入体内，将抗癌前体药物转化为其在肿瘤组织中的活性形式。EPT纳米工厂设计的当前要求包括：纳米粒子必须是可生物降解的，以避免潜在的毒性。尽管系统性 EPT 已在临床试验中进行了测试，但系统性递送系统存在一些潜在问题。特别是含有前体药物激活酶的纳米材料也通过血液循环被带到全身的正常组织，因此在正常组织中转化抗癌药物会引起严重的副作用。为了克服全EPT中的这个问题，必须控制纳米材料在血液循环中的生物分布，这仍然是一个重大挑战。

　　日本江南大学团队提出了一种使用可注射水凝胶进行肿瘤治疗的新型局部 EPT 系统。作者报道了一类新的纳米复合材料可注射的原位由分层生成的自组装的生物可降解凝胶（PLGA-PEG-PLGA），该凝胶共聚物胶束（图1 a）和盘形粘土纳米颗粒（LAPONITE）（图1的b）组装形成。纳米复合材料水溶液在体温后立即发生凝胶化，从而能够通过简单的注射将凝胶集中施用到体内所需的位置。由于其大且高度带电的平面表面积 (350 m2/g）， LAPONITE纳米复合凝胶表现出独特的分子吸附特性，可吸附聚电解质，包括蛋白质和多糖。由于 LAPONITE 和酶分子之间的相互作用，纳米复合凝胶有望稳定地保留酶。此外，网络结构应允许外部低分子量抗癌前药渗透到凝胶的内部空间，并允许在凝胶中转化的抗癌药物释放到外部空间。考虑到这些点，作者假设PLGA–PEG–PLGA/LAPONITE纳米复合可注射凝胶可以作为有用的水凝胶工厂，以促进新的焦点 EPT 系统的开发。在研究中，作者具体地研究PLGA–PEG–PLGA/LAPONITE/β-gal纳米复合材料的热胶凝性能、凝胶的网络结构、β-gal（前药激活酶）的释放、降解和在两种凝胶在体外和在体内β-gal的酶活性。此外，通过体外和体内实验研究了凝胶的长期抗癌活性。数据表明纳米复合凝胶在荷瘤小鼠中表现出持久的抗肿瘤活性。这是第一个证明纳米复合凝胶可以用作开发重点 EPT 系统的水凝胶工厂的结果。