纳米生物医学前沿每周精选丨0722-0728
纳米人 纳米人 2019-07-31

1. Acc. Chem. Res.:设计纳米复合可注射水凝胶用于微创手术

水凝胶材料有望包括伤口愈合、药物和细胞递送、癌症治疗、生物电子学和组织再生等众多医学和生物学领域中发挥重要作用。其中,可注射的水凝胶则是用于体内微创手术的一种很好的选择。可注射的水凝胶必须在注射前和注射期间是液体,而注射后则会迅速凝固,形成一种柔软、可自立的固体材料。它可以通过使用针或利用人体的自然孔口来靶向组织,进而减少手术引起的疼痛和感染的风险。通过改变交联的类型、密度或聚合物的分子量或者引入可反应的官能团,就可以得到具有不同性质的水凝胶。而在水凝胶网络中引入纳米材料后则可以进一步扩展其结构和功能特性,并更好地模拟原生组织。斯特拉斯堡大学Luisa De Cola团队综述讨论了如何通过调整聚合物链和纳米材料来设计具有理想性能的水凝胶网络,对如何实现可注射水凝胶的刚性、可拉伸性、粘附性、自愈性、各向异性、抗菌活性、生物降解性和导电性进行了举例说明,介绍了水凝胶的化学成分、力学性能和微观结构对细胞的粘附、增殖和分化的影响;详细讨论了用于创新性微创手术的可注射水凝胶,并介绍了其在肿瘤切除和治疗血管栓塞中的应用;最后讨论了如何提高可注射水凝胶的流变学性质以实现它们在骨软骨组织工程、心脏组织工程和神经修复用等领域的应用。

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Etienne Piantanida, Luisa De Cola. et al. Design of Nanocomposite Injectable Hydrogels for Minimally Invasive Surgery. Accounts Chemical Research. 2019

DOI: 10.1021/acs.accounts.9b00114

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.9b00114

 

2. AFM:基于多功能纤维的生物医学设备

基于纤维的混合材料由于其独特的性能,如超柔韧性、可编织性、低侵入性和组织适应性,在可穿戴和可植入的生物医学设备中被广泛应用。最近的一些研究则致力于开发具有多种生物医学功能的纤维基设备,并将其用于对生理信号的非侵入性监测、药物递送、细胞移植和刺激神经等方面。哈佛医学院Ye Zhang博士、施进军博士和复旦大学彭慧胜教授合作,从复合材料类型、制备技术、结构设计、设备-组织界面和生物医学应用等方面,综述了近年来对纤维基多功能器件的研究进展,并对该领域面临的挑战和前景进行了介绍和强调。

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Ye Zhang, Huisheng Peng, Jinjun Shi. et al. Multifunctional Fibers to Shape Future Biomedical Devices. Advanced Functional Materials. 2019

DOI: 10.1002/adfm.201902834

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201902834

 

3. Small:包覆工程化神经干细胞膜的纳米颗粒用于靶向药物递送

近年来,细胞膜包覆作为一种构建仿生纳米粒子(NPs)以实现靶向药物递送的方法被广泛研究。然而,简单地通过细胞膜包覆往往不能实现将药物递送到大脑的目的。耶鲁大学周江兵教授和中山大学附属第一医院王海军教授合作报道了一种利用细胞膜包覆对NPs表面进行修饰以增强其脑穿透性的新策略。实验将PLGA纳米颗粒作为模型,证明通过表面包覆神经干细胞的细胞膜可以提高NPs向缺血性脑组织的递送效率。而通过使细胞膜过表达趋化因子受体CXCR4再进行包覆后则可以更进一步提高递送效果。研究发现,这种增强是通过CXCR4与SDF-1的趋化作用介导的,而SDF-1在缺血微环境中十分丰富。因此,由CXCR4过表达的膜包覆的NPs(CMNPs)可以显著提高格列本脲治疗中风的效果。这一研究通过提出一种新的方法来改善对治疗缺血性脑的药物递送,有望转化为临床应用以改善对中风患者的治疗。

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Junning Ma, Haijun Wang, Jiangbing Zhou. et al. Targeted Drug Delivery to Stroke via Chemotactic Recruitment of Nanoparticles Coated with Membrane of Engineered Neural Stem Cells. Small. 2019

DOI: 10.1002/smll.201902011

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201902011

 

4. Acc. Chem. Res:微型化诊断和治疗监测系统助力个性化癌症治疗

在之前,癌症一直被当作一种单一的疾病来加以治疗。而现在人们普遍认为,癌症是一种复杂而动态的疾病,每个患者的发展途径往往都不一样。因此,根据个人的癌症特征去量身定制治疗方案就有望提高临床疗效,这也催生了个性化癌症治疗的发展。而为了实现个性化治疗,就需要一个可靠而快速的诊断策略。纳米技术、微流体技术和生物标志物的研究进展大大推动了微型化诊断系统的发展,这类系统在个性化癌症治疗中具有巨大的潜力。这些设备只需要很小的样本量,就能够作为癌症风险指示、早期检测、肿瘤分类的工具。但是,使用微型化系统监测个性化癌症治疗的一个难题需要在在含有大量干扰分子的复杂生物样本中检测到微量浓度的癌症生物标志物,因此需要设计高特异性和敏感性的生物传感策略。昆士兰大学Alain Wuethrich和Matt Trau合作回顾了微型化诊断系统的最新研究进展,并概述了用于癌症生物标志物分析的检测策略;综述了近年来基于肿瘤生物标志物类型的研究进展;最后也对个性化诊断的未来和临床转化前景进行了讨论。

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Kamil Reza Khondakar, Alain Wuethrich, Abu Ali Ibn Sina, Matt Trau. et al. Toward Personalized Cancer Treatment: From Diagnostics to Therapy Monitoring in Miniaturized Electrohydrodynamic Systems. Accounts of Chemical Research. 2019

DOI: 10.1021/acs.accounts.9b00192

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.9b00192

 

5. Nano Lett.:纳米技术逆转免疫抑制并与免疫原性化疗协同改善癌症治疗

某些化疗药物可通过诱导免疫原细胞死亡(ICD)来引起有效的抗肿瘤免疫反应。然而,肿瘤往往产生多种免疫抑制机制,如免疫抑制因子的上调,以抵消免疫原性化疗的效果。IDO1是一种在肿瘤引流淋巴结(TDLNs)和肿瘤组织中过表达的色氨酸分解代谢酶,其在免疫抑制微环境的形成中起着关键作用。而通过逆转IDO1介导的免疫抑制则可增强ICD诱导的免疫应答反应。华南理工大学沈松博士、曹杰教授和王均教授合作开发了一种干扰IDO1通路的纳米方法。该方法是通过阳离子脂质辅助纳米颗粒(CLANs)将IDO1 siRNA同时递送到TDLNs和肿瘤组织。结果证明,在皮下结直肠肿瘤模型中,通过同时给药OXA和CLANsiIDO1后可以促进树突状细胞成熟、增加肿瘤T淋巴细胞的浸润并减少调节性T细胞的数量来实现协同的抗肿瘤作用。研究也进一步证明了该治疗策略同样适用于胰腺原位肿瘤的治疗,并具有较强的免疫记忆效应。

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Hua Huang, Song Shen, Jie Cao, Jun Wang. et al. Nanoenabled Reversal of IDO1-Mediated Immunosuppression Synergizes with Immunogenic Chemotherapy for Improved Cancer Therapy. Nano Letters. 2019

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01807

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01807

 

6. Adv. Sci.:具有高效红外/近红外发射的碳纳米点用于多光子激发上转换荧光

郑州大学单崇新教授团队和中科院大连化学物理研究所袁开军团队合作,采用原位无溶剂碳化法制备了具有红外/近红外(NIR)发射的碳纳米点(CNDs),其光致发光(PL)量子产率(QY)为57%。实验利用CNDs作为红外/近红外荧光试剂,充分发挥其高PL和 QY及低生物毒性的特点,实现了单光子和双光子细胞成像。进一步研究表明,该CNDs在800-2000nm激发下具有多光子激发(MPE)上转换荧光的性能,其中包括三个近红外波段(NIR-I:650-950 nm; NIR-II:1100-1350和NIR-III:1600-1870 nm)。在不同波长光的激发下,CNDs可以实现2光子、3光子和4光子的激发荧光,并且在未来有望推动该CNDs在生物成像领域中的进一步应用。

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Kai-Kai Liu, Kai-Jun Yuan, Chong-Xin Shan. et al. Effcient Red/Near-Infrared-Emissive Carbon Nanodots with Multiphoton Excited Upconversion Fluorescence. Advanced Science. 2019

DOI: 10.1002/advs.201900766

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201900766

 

7. AM综述:柔性混合电子产品用于构建皮肤和眼睛的健康监测系统

打印柔性混合电子材料及相关技术的进步使得开发用于身体健康监测的系统这一领域得到了快速的发展。该系统所包含的生物传感器通常具有良好的生物相容性,灵活性和可伸缩性,可以用于对人体健康的持续监测和疾病的早期发现等方面。而将这种生物传感器与硅基微电路芯片进行混合集成可以实现传感器内的数据处理和无线传输,这在目前的许多医疗和临床设置中都有广泛应用。美国普渡大学Chi Hwan Lee教授团队综述总结了目前先进的混合材料打印技术,对用于不同复杂程度的人体皮肤和眼界面的健康监测系统进行了介绍,包括设备的基本组成部分、组成的生物材料、结构布局、组装方法、功率和数据处理等方面,最后对这些系统在基础和应用生物医学研究中的优势和挑战进行了展望。

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Kyunghun Kim, Chi Hwan Lee. et al. Printing Flexible and Hybrid Electronics for Human Skin and Eye-Interfaced Health Monitoring Systems. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201902051

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902051

 

8. Angew:利用伪肽笼来转运氯离子并选择性杀死癌细胞

固体肿瘤的酸性微环境是其重要的特征。西班牙IQAC-CSICI研究所gnacio Alfonso博士团队设计了一组具有对pH依赖活性的伪肽笼样阴离子团,当被质子化后,它们能有效地结合并通过脂质双层膜去运输氯离子,其在酸性pH下的阴离子疏水性也会得到改善。核磁共振研究表明,氯离子会结合在笼的脂质相。而当pH值降低时,这种结合的亲和度和氯离子与水溶液的交换速率都会有所提高。实验通过模拟实体瘤的pH条件,证明这种行为会导致其对肺腺癌细胞的毒性增加。这一研究也为利用pH作为参数来控制细胞毒性并提高抗癌药物的选择性提供了新的策略。

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Lucía Tapia, Ignacio Alfonso. et al. pH-dependent chloride transport by pseudopeptidic cages for the selective killing of cancer cells in acidic microenvironments.

DOI: 10.1002/anie.201905965

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201905965

 

9. Chem. Sci.:活性氧启动的荧光供体用于对活细胞中硫化氢的递送进行成像

硫化氢(H2S)是一种重要的气体介质,可介导多种病理生理过程。目前,对基于H2S的供体用于心血管损伤、神经损伤和肠道疾病的治疗的应用也有广泛的报道。然而,大多数H2S供体都无法同时实时示踪细胞内H2S的递送过程,这对于理解H2S的具体生物学功能是一个很大的限制。中科院化学所马会民研究员团队首次开发了一种活性氧(ROS)触发启动的荧光H2S供体(NAB)。实验通过硫代氨基甲酸酯将响应ROS的芳基硼酸盐结合到荧光团中。NAB可通过ROS引发的自牺牲反应,释放出羰基硫化物(COS)和荧光团,实现荧光开关反应,而COS会被碳酸酐酶快速转化为H2S。这种双重作用机制使得NAB不仅适用于原位实时监测细胞内H2S的释放,也可以有效 “拯救”存在于有害的氧化环境下的RAW264.7细胞,表明NAB是一种具有荧光成像能力治疗前药。

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Yiming Hu, Huimin Ma. et al. Reactive oxygen species-triggered off-on fluorescence donor for imaging hydrogen sulfide delivery in living cells. Chemical Science. 2019

DOI:10.1039/C9SC02323B

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902051

 

10. AFM:诊疗纳米工具箱用于再生角膜植入

角膜疾病是致盲的主要原因,而世界各地的供体角膜短缺也在日益加剧。虽然目前再生医学领域取得了一定的进展,但人工角膜的成功移植在临床实践中还尚未完全实现。这种人工角膜植入失败是很多因素造成的,例如病毒和其他微生物的在感染和植入物降解困难等等。因此,迫切需要开发新的角膜植入物以适应宿主环境并对抗后续炎症或感染造成的负面影响。剑桥大学Hirak K. Patra博士团队设计了一个纳米工具箱,并将其作为防止感染、促进角膜再生和原位对角膜环境进行非侵入性监测的工具。这一纳米系统可以被植入到用于再生的生物合成植入物中来构建诊疗设备,进而实现对植入后的生物变化做出对应的反应。

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Hirak K. Patra. et al. Rational Nanotoolbox with Theranostic Potential for Medicated Pro-Regenerative Corneal Implants. Advanced Functional Materials. 2019

DOI: 10.1002/adfm.201903760

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201903760

 

11. AFM:基于SnTe@MnO2-SP纳米片的纳米平台用于NIR II光介导的癌症诊疗

近红外II区 (NIR II) 光具有穿透性深、灵敏度高的特点,在光学诊断和治疗中有着广泛的应用。中山大学姬晓元博士和梅林教授合作开发了一种基于新型二维SnTe@MnO2-SP纳米片(NS)纳米平台,并将其用于NIR II光介导的精确光学诊疗对抗小鼠移植肿瘤。实验采用球磨和液相剥离法制备了二维SnTe NSs,并在其表面包覆了MnO2壳层和大豆磷脂(SP)。超薄的SnTe@MnO2-SP NSs具有很高的光热转换效率(NIR I为38.2%,NIR II为43.9%)和对肿瘤微环境(TME)响应的生物降解性,其主要代谢物TeO32-也具有良好的化疗抗肿瘤作用。此外,研究表明,SnTe@MnO2-SP NSs是一种很好的NIR II荧光、光声(PA)和光热成像造影剂,具有很高的分辨率和灵敏度。这也是首例将NIR II的荧光、PA、光热成像、光热治疗和对TME响应的生物降解性结合在一起的无机纳米材料

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Hanjie Zhang, Xiaoyuan Ji, Lin Mei. et al. SnTe@MnO2-SP Nanosheet–Based Intelligent Nanoplatform for Second Near-Infrared Light–Mediated Cancer Theranostics. Advanced Functional Materials. 2019

DOI: 10.1002/adfm.201903791

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201903791

 

12. Adv. Sci.:可调、可注射的3D水凝胶作为干细胞生态位

基于干细胞的组织工程需要提高干细胞的保留、存活能力和分化控制。而使用生物相容性支架来封装干细胞则可以解决第一个和第二个问题。而为了控制干细胞的命运,就有必要使用具有生物活性分子的可调生物相容性支架。然而,干细胞支架的可调性却往往与其可注射性存在冲突。韩国科学技术研究所Soo-Chang Song团队开发了一种可微调的3 D可注射水凝胶系统。实验结果表明,该水凝胶系统在活体中也具有良好的排列性和可调谐的性能。实验通过在该水凝胶中注射间充质干细胞三周后发现会有不同水平的软骨分化出现,从而证明该水凝胶系统具有作为干细胞生态位的潜力。

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Ki Hyun Hong, Soo-Chang Song. et al. Fine-Tunable and Injectable 3D Hydrogel for On-Demand Stem Cell Niche. Advanced Science. 2019

DOI: 10.1002/advs.201900597

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201900597

 

13. JACS:通过原位Cu2+螯合策略增强双硫仑的肿瘤特异性化疗作用

具有抗肿瘤活性的双硫仑(DSF)是被美国FDA批准的一种依赖于Cu2+的癌症治疗药物。然而,人体内铜的分布往往错综复杂,外源性的铜也会诱导产生毒性副作用,这些都严重阻碍了DSF的临床应用性能。中科院上海硅酸盐研究所于罗丹博士和施剑林研究员合作报道了一种利用原位Cu2+螯合来增强DSF癌症化疗效果的策略。实验构建了一种掺杂Cu2+、负载DSF的中空介孔二氧化硅纳米颗粒,其在肿瘤微环境的温和酸性条件下可以快速释放Cu2+离子。并且一旦该纳米粒子被肿瘤细胞内吞,它也会快速发生生物降解从而加速DSF的释放。这种共释放过程可以实现Cu2 +与DSF的原位螯合反应并产生有毒的CuET产物,同时产生的Cu+离子也会与高浓度的H2O2发生类芬顿反应产生活性氧(ROS)。体外细胞实验和体内肿瘤治疗实验表明,通过在肿瘤内产生的高毒性CuET复合物和ROS,该材料可以实现高效的DSF肿瘤特异性化疗。

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Wencheng Wu, Luodan Yu, Jianlin Shi. et al. Enhanced Tumor-Specific Disulfiram Chemotherapy by In Situ Cu2+ Chelation-Initiated Nontoxicity-to-Toxicity Transition. Journal of the American Chemical Society. 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b03503

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b03503

 

14. Small:利用金纳米粒子对哺乳动物胚胎进行深度分辨增强的光谱域OCT成像

对胚胎发育过程中形态变化进行高分辨率和实时可视化成像是研究IQ先天性异常的关键。研究表明,光学相干层析(OCT)技术可以对胚胎的形成过程进行研究。然而,这一技术对胚胎结构的可见性往往会随深度的增加而降低。厦门大学黄雅丽博士、赵庆亮博士和美国NIH陈小元教授合作,将光谱域OCT (SD-OCT)与金纳米棒(GNRs)相结合用于对活体小鼠胚胎的2D/3D成像。实验采用ICP法研究了GNRs在体外培养过程中进入胚胎的情况。研究结果发现,经GNRs处理后的胚胎的OCT信号、图像对比度和成像的穿透深度均有增强作用,并且对E9.5和E10.5小鼠胚胎的空间定位会更加准确,器官边界的对比也更加明显。此外,GNRs强的光学吸收率也使得胚胎的三维图像更加清晰,可对E9.5和E10.5胚胎的心脏面积和体积进行计算。这一研究为监测小鼠器官发育和检测先天性结构异常提供了一种高效的新策略。

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Yali Huang, Qingliang Zhao, Xiaoyuan Chen. et al. Depth-Resolved Enhanced Spectral-Domain OCT Imaging of Live Mammalian Embryos Using Gold Nanoparticles as Contrast Agent. Small. 2019

DOI: 10.1002/smll.201902346

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.201902346

 

15. ACS Nano:用于医疗诊断、农业和电信的光纤耦合发光聚光器

一般来说,发光聚光器(LCs)主要用于收集阳光并将其转化为电能,但是目前其在众多其他领域也有很突出的应用前景。美国UbiQD公司Nikolay S. Makarov团队通过将基于CuInSexS2-x/ZnS量子点的高性能LCs耦合到具有从可见光到近红外光谱发射的光纤中,制备了一种可用于医学诊断、农业和电信领域的一种低成本小型设备,并对各种设计考虑因素和性能进行了讨论和总结说明。研究结果表明,这些新型设备有望对空间通信系统、医疗诊断和温室作物的产量的提供许多重要的帮助。

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Nikolay S. Makarov. et al. Fiber-Coupled Luminescent Concentrators for Medical Diagnostics, Agriculture, and Telecommunications. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b03335

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b03335

 

16. Nature Nanotech.:谷胱甘肽介导的肝内生物转化会调节纳米颗粒的转运

谷胱甘肽介导的肝内生物转化是一个重要的生命体解毒的过程,其目的是清除小的外源性生物。而它对纳米颗粒的保留、靶向和清除的影响目前人们还不够了解。美国德州大学达拉斯分校郑杰教授团队设计了一种硫醇活化的荧光金纳米探针,它可以与血清蛋白结合并进入肝脏。实验以非侵入性的方式对其体内的生物转化动力学进行了高特异性的成像,并在化学水平上检测了这一过程。研究结果表明,肝细胞的谷胱甘肽外排会使得肝窦中谷胱甘肽和半胱氨酸的局部浓度变高,从而改变纳米颗粒表面的化学性质并降低其对血清蛋白的亲和力,因此会显著改变其血液内滞留、靶向性和清除能力。这一研究表明肝内生物转化这一纳米药物临床转化面临的一大障碍也可以起到桥梁的作用,去最大限度地提高纳米药物的靶向性并使其毒性最小化。

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Xingya Jiang, Jie Zheng. et al. Glutathione-mediated biotransformation in the liver modulates nanoparticle transport. Nature Nanotechnology. 2019

https://www.nature.com/articles/s41565-019-0499-6

 

17. Nano Lett.:嵌入光敏剂的癌细胞膜对免疫调节脂质复合物功能化以抑制肿瘤

脂质体在临床上常被用作癌症治疗的药物载体。然而,包封的抗癌药物往往会发生意外渗漏,且脂质体靶向肿瘤的效率较低,这些都会对健康细胞产生毒副作用,导致肿瘤的治疗和根除失败。首尔国立大学Byung-Soo Kim团队使用了一种被嵌入了光敏剂(KillerRed, KR)的癌细胞膜(CCM)功能化的脂质体复合物,并在其中还加入了一种脂质佐剂以提高抗癌免疫反应。研究表明,KR蛋白会在CCM上表达且不从脂质复合体中渗漏出去。由于CCM对源癌细胞具有同源亲和性,该脂质复合物在体内的靶向性比对照组高3.3倍。光动力治疗结果表明,该脂质复合物可以提高产生细胞毒性活性氧来有效地诱导肿瘤免疫反应,进而抑制荷瘤小鼠的原发肿瘤生长和肺转移。

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Han Young Kim, Byung-Soo Kim. et al. Immunomodulatory Lipocomplex Functionalized with Photosensitizer-Embedded Cancer Cell Membrane Inhibits Tumor Growth and Metastasis. Nano Letters. 2019

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01571

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01571

 

18. Small综述:分子适配体信标及其在传感、成像和诊断中的应用

监测不同生物分子的类型、浓度和活性对于获得细胞内分子过程的信息至关重要。而实现这一目标就需要开发出能够对这些分子变化作出灵敏且有选择性反应的工具。分子适配体信标(MAB)是一种结合了分子信标和适配体技术,具有选择性和高灵敏性的可实现小分子或大分子可视化的分子成像和检测工具。MAB通常具有开关式的结构和特异性识别能力,即在目标存在时会产生“开或关”的光学信号。目前,荧光染料、量子点、碳基材料和金属纳米粒子等不同的供体-猝灭体对都可被用于MAB。迈阿密大学Sapna K. Deo团队重点综述了MAB在生物医学领域的应用;讨论了将不同的能量给体-受体进行偶联的策略;最后对这一技术在生物医学研究和诊断领域的未来前景也进行了讨论。

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Angeliki Moutsiopoulou, Sapna K. Deo. et al. Molecular Aptamer Beacons and Their Applications in Sensing, Imaging, and Diagnostics. Small. 2019

DOI: 10.1002/smll.201902248

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.201902248

 

19. Angew:可跨越BBB的小分子光声探针用于在阿尔茨海默病小鼠脑成像Cu2+

脑内的铜(II)富集与阿尔茨海默病(AD)的发病机制密切相关,但目前对脑内Cu2+的体内成像技术仍是一个很大的难题。澳门大学张宣军教授团队和中科院深圳先进技术研究院盛宗海博士合作制备了一系列低分子量(< 438 Da)的小分子光声(PA)探针RPS1-RPS4,它可以与Cu2+发生特异性螯合从而在近红外(NIR)区域形成具有PA信号的自由基。实验将供电子基团N、N-二甲基苯胺引入探针中,发现其可以显著地提高形成的自由基的稳定性和PA信号的强度。效果最好的探针RPS1对Cu2+的响应速度很快,选择性高且PA检出限低。由于RPS1分子质量低并具有两亲性的结构,它能有效地通过血脑屏障(BBB),进而能够通过PA成像在AD小鼠大脑中实现Cu2+的体内可视化。

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Shichao Wang, Zonghai Sheng, Xuanjun Zhang. et al. Activatable Small-Molecule Photoacoustic Probes that Cross the Blood-Brain Barrier for Visualization of Copper(II) in Mice with Alzheimer’s Disease.  2019

DOI: 10.1002/anie.201904047

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201904047

 

20. Angew:设计用于光学治疗的过渡金属配合物的新策略

设计光活化的过渡金属配合物可以提供具有新的靶向作用机制的光活化前药。利用光的照射可以实现对药物活化的时空控制,提高选择性并减少副作用。而过渡金属配合物的光物理和光化学性质则可以通过选择金属及其氧化态、配体的数量和类型以及配位几何学来进行控制。深圳大学张平玉博士、中山大学黄怀义博士和华威大学Peter J. Sadler教授合作综述了目前设计用于光动力疗法(PDT)和光活化化疗(PACT)过渡金属配合物的最新进展,并对这些药物的临床转化应用所面临的挑战和机遇进行了介绍。

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Cinzia Imberti, Pingyu Zhang, Huaiyi Huang, Peter J. Sadler. New designs for phototherapeutic transition metal complexes. Angewandte Chemie International Edition. 2019

DOI: 10.1002/anie.201905171

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201905171

 

21. AFM:响应刺激的支架材料利用光热治疗和脂肪组织再生用于治疗乳腺癌

开发新的治疗性支架材料以实现在温和的条件下选择性地破坏肿瘤,同时促进脂肪组织的形成,是一种新的有望治疗乳腺癌的临床策略。西安交通大学陈鑫博士团队制备了一种响应刺激的支架材料,该聚合物支架能够进行pH触发的温和光热治疗来选择性诱导肿瘤细胞凋亡,并显著改善脂肪干细胞(ADSCs)生长。实验表明,利用该支架材料的低温光热治疗可在体外诱导95%以上的人乳腺癌细胞(MCF-7)死亡, 因此可在体内完全抑制肿瘤生长并最终消除小鼠的肿瘤组织。同时,该聚合物支架可通过上调脂肪相关基因的表达,提高ADSCs向脂肪细胞分化的能力。无论近红外照射与否,它都能显著地促进新的脂肪组织的形成。这些结果表明,该研究制备的具有双功能特性的聚合物支架具有良好的临床应用前景。

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Guo Bai, Xin Chen. et al. Stimuli-Responsive Scaffold for Breast Cancer Treatment Combining Accurate Photothermal Therapy and Adipose Tissue Regeneration. Advanced Functional Materials. 2019

DOI: 10.1002/adfm.201904401

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201904401

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