近日，Wiley旗下期刊Advanced Science（IF=14.3）在线发表了我校无涯创新学院罗聪教授课题组的最新研究成果“Modular prodrug-engineered oxygen nano-tank with outstanding nanoassembly performance, high oxygen loading, and closed-loop tumor hypoxia relief”。该项研究设计合成了具有载药功能的小分子氟化前药，并基于小分子纳米组装技术开发了一种氧气供应/氧气消耗抑制双向闭环缓解肿瘤乏氧诱导肿瘤消融的纳米药物递送策略。

恶性实体瘤独特的乏氧微环境会大大限制多种临床抗肿瘤治疗方法的效果，其中包括PDT、化疗、放疗和免疫疗法。特别是，肿瘤乏氧已被广泛认为是阻碍氧气依赖型PDT模式在临床的转化和应用最顽固的障碍之一。此外，肿瘤乏氧与不良的临床预后高度相关，甚至会增加肿瘤复发和转移的概率。然而，缓解肿瘤乏氧策略的临床转化仍然存在载氧材料生物相容性差、载氧性能不理想和乏氧缓解不足的问题。随着纳米技术的不断发展，无载体纳米药物递药系统在药物递送方面显示出潜力。其中，无载体共组装纳米递送系统是由两种或两种以上药物共组装形成的不依赖载体材料的新型纳米制剂，具有制备简单、药物共载效率高、药代动力学匹配、肿瘤特异性积累和药物同步释放等多重优势，为高效低毒的抗肿瘤药物联合递送提供优良的技术平台。

课题组首次设计合成了一种具有载氧能力的PPa的氟化前药（FSSP），并发现其能与耗氧抑制剂阿托伐醌（ATO）共组装形成杂化纳米组装体（FSSPAO纳米粒）。研究发现，这种无载体氟化前药纳米组装体比传统的载体型纳米制剂具有更高的载氧能力，且因ATO的存在，FSSPAO纳米粒在向肿瘤供应氧气的同时，抑制肿瘤细胞对氧气的消耗，从而实现闭环缓解肿瘤乏氧增效PDT。FSSP中的氟化侧链不仅可以赋予纳米粒优异的载氧能力，而且还可以促进FSSP和ATO共组装。此外，前药结构中含二硫键的FSSPAO纳米粒具有非常好的还原敏感特性，在还原条件下，FSSP前药特异性激活引发FSSPAO纳米粒解体，显著缓解了PPa的ACQ效应，提升了其单线态氧产生能力，且纳米粒解体促进ATO快速释放。FSSPAO纳米粒有效调控肿瘤乏氧并增效PDT，在多种荷瘤小鼠模型中均显著抑制肿瘤生长。

我校2021级博士研究生杨馥骏为论文第一作者，无涯创新学院罗聪教授为通讯作者，沈阳药科大学为第一通讯单位。该项研究得到了国家自然科学基金项目（No. 82161138029）和沈阳市青年科技创新人才计划项目（No. RC210452）的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202405583