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天然小分子水凝胶新突破:NCTD Gel在肿瘤协同治疗中的应用潜力

发布时间:2025-08-20       来源:中新康明


近年来,水凝胶材料因其良好的生物相容性、可注射性以及对肿瘤微环境(TME)的响应能力,在肿瘤治疗中逐渐展现出广阔前景。尤其是无载体天然小分子水凝胶,凭借构建简便、结构清晰、功能协同的优势,成为肿瘤协同治疗研究的一个新方向。

近期,《中国中药杂志》刊登了一项由北京中医药大学中药学院皮雯敏、李根等团队与首都医科大学附属北京天坛医院王博教授联合完成的研究,报道了一种由甘草酸(GA)、铜离子(Cu²⁺)与去甲斑蝥素(NCTD)三组分自组装形成的无载体天然小分子水凝胶——NCTD Gel。该水凝胶具备协同开展化学动力学疗法(CDT)与光动力学疗法(PDT)的能力,为肿瘤多模式治疗提供了新策略。

药物即材料:简约但功能强大的设计理念

NCTD Gel的突出特征在于“药物即构件”的构建理念,不依赖额外的高分子载体或交联剂,通过三种小分子协同作用形成稳定的水凝胶网络。这种策略大幅简化了材料制备流程,也避免了外源性材料带来的免疫反应和毒性风险。

GA具备良好的成胶能力和一定的生物调节功能;NCTD作为广谱抗肿瘤天然小分子,在多个模型中具有显著细胞毒性;Cu²⁺不仅参与成胶,还在体内触发Fenton-like反应,催生ROS用于CDT。这种将功能整合进结构的设计,实现了材料简约化与治疗效能最大化的统一。

在当前医药材料研发领域,具备水凝胶设计与制备能力的企业正在成为科研与产业化之间的重要桥梁。中新康明可提供多类型水凝胶的定制服务,涵盖天然小分子、聚合物、金属离子协同组装等不同体系,并支持从实验级到公斤级以上的规模放大,满足研发与中试生产的多样需求。

靶向TME:协同激活ROS攻击

NCTD Gel 的机制设计精准针对肿瘤的微环境特性。在 808 nm 激光照射下,水凝胶中的Cu²⁺能高效催化肿瘤组织中丰富的H₂O₂,产生活性氧(·OH)和氧气,同时促进单线态氧(¹O₂)的生成,实现PDT与CDT协同作战。

更重要的是,NCTD Gel还能有效消耗肿瘤细胞中大量的GSH,阻断其对ROS的清除机制,从而进一步增强氧化应激作用,促进肿瘤细胞凋亡。这种多途径协同机制使得该材料即使在肿瘤缺氧环境下,仍具备稳定和高效的抗肿瘤活性。

目前,针对药物包裹和靶向释放等方向的水凝胶应用正在不断拓展。中新康明可提供多功能水凝胶平台的定制开发服务,尤其在药物分子修饰、缓释体系构建、蛋白/多肽封装等方面积累了成熟经验,并能结合具体靶点优化载药结构与释放机制。

多模型验证:安全性与有效性并重

在体外研究中,NCTD Gel对多种肿瘤细胞(Hepa1-6、B16、HCT116)均显示出剂量依赖的细胞毒性,尤其在模拟TME条件与激光照射联合下,杀伤能力显著增强。动物实验使用肝癌移植瘤模型,瘤内注射NCTD Gel联合激光照射,有效抑制了肿瘤体积增长,同时未对小鼠体重和主要器官功能造成明显影响。

为了推进从实验室到临床前研究的转化落地,中新康明配备了标准化的中试放大平台与GMP级生产环境,支持医药用水凝胶的质量体系建立与批次控制,并可为药企及科研单位提供系统性的中试转化服务。

进一步的药物分布分析也显示,GA和Cu²⁺主要富集于肿瘤组织,而在肝肾等主要代谢器官中检出极低,表明该水凝胶具有良好的组织靶向性和代谢安全性。单次皮下注射毒性试验也未见明显的组织炎症或器官损伤,进一步验证其良好的生物相容性。

此外,对于含有靶向抗体、功能多肽或高活性成分的系统,中新康明也可提供水凝胶抗体偶联技术支持,协助构建精准定位的治疗体系。

展望:从实验室走向临床的可能路径

NCTD Gel的出现,为天然小分子在抗肿瘤材料领域的转化提供了新模板。它不仅整合了小分子药物的药效,还通过结构功能一体化实现协同治疗,成功解决了传统光敏剂依赖氧气、靶向性差、药物负载率低等难题。

该研究也表明,未来抗癌治疗的发展趋势可能更倾向于材料与药物融合的“无载体平台”体系,通过设计响应性结构,实现对肿瘤微环境的精准干预。像NCTD、GA这类来源天然、结构可控、功能多样的小分子,将在水凝胶平台中发挥越来越关键的角色。

 


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