纳米生物医学前沿每周精选丨0819-0825
纳米人 纳米人 2019-08-28

1. AM:功能化生物荧光纳米探针用于对细胞内化动力学进行实时定量研究

细胞会通过细胞膜将物质运输出去进而维持其代谢和系统的稳态,而一些用于基因编辑、细胞重组、治疗等目的生物分子也会通过细胞膜被递送到细胞中。目前,由于荧光技术的局限性,对于细胞内化动力学的研究通常是半定量的,只能提供在细胞水平上或离散时间内的动力学信息。

 

北京生物工程研究所陈薇教授美国加州大学卢云峰教授Wen jing博士合作报道了一种将功能化荧光素酶纳米胶囊作为探针去实时定量分析细胞内化动力学的方法。研究表明,这一定量分析将有助于合理设计递送载体和实现对多肽和其他功能分子的高通量筛选,进而为药物开发和癌症治疗提供有效帮助。

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Di Wu, Jing Wen, Wei Chen, Yunfeng Lu. et al. Real-Time Quantifcation of Cell Internalization Kinetics by Functionalized Bioluminescent Nanoprobes. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201902469

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902469

 

2. Angew:利用多肽聚合物刷向干细胞高效地递送基因编辑蛋白

缺乏有效的方法将功能性蛋白递送给活细胞是目前生物医学所面临的一大核心问题。汉密尔顿学院Angela P. Blum教授加州大学圣地亚哥分校Gene W. Yeo教授Nathan C. Gianneschi教授合作报道了一种通过高密度细胞穿透性多肽聚合物刷来将活性DNA修饰的酶高效地递送给人类干细胞的策略。

 

实验将Cre重组酶与荧光聚合物载体相混合,并直接将其应用于诱导多能干细胞和HEK293T细胞。结果表明,使用该细胞穿透多肽聚合物刷可以有效增强对人类干细胞递送Cre递送效果,而这一结果也有望推广应用于其他的细胞类型。

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Angela P. Blum, David A. Nelles, Gene W. Yeo, Nathan C. Gianneschi. et al. Efficient Delivery of a Gene Editing Protein to Stem Cells via Peptide Brush Polymers. Angewandte Chemie International Edition. 2019

DOI: 10.1002/anie.201904894

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201904894

 

3. Small:抗VEGF-适配体修饰的碳点用于治疗眼部血管疾病

血管内皮生长因子(VEGF)会诱导病理性血管生成进而导致眼病。耶路撒冷希伯来大学Itamar Willner教授巴伊兰大学Yossi Mandel教授合作制备了一种抗VEGF适配体修饰的碳点,并将其应用于治疗眼部疾病。

 

实验将碳点作为抗VEGF适配体的载体,证明了其在被局部给药后可以产生很好的治疗效果。并且该材料具有很好的生物相容性,并可通过碳点的固有荧光进一步实现对其在眼内浓度的无创监测。此外,该混合碳点材料还能有效抑制与VEGF相关的脉络膜血管生成,其抑制作用可与市面上的抗VEGF药物相媲美,因此对于治疗年龄相关性黄斑变性和糖尿病视网膜病变具有很好的效果。

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Asaf Shoval, Itamar Willner, Yossi Mandel. et al. Anti-VEGF-Aptamer Modified C-Dots—A Hybrid Nanocomposite for Topical Treatment of Ocular Vascular Disorders. Small. 2019

DOI: 10.1002/smll.201902776

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201902776

 

4. AM:以基质金属蛋白酶为靶点的智能水凝胶用于按需递送生长因子

在原位恢复心肌梗死区域的血液供应和减少已存在的细胞外基质降解目前治疗心肌梗死(MI)的有效方法,但是这种局部递送治疗因子的方法往往存在富集差、毒性大等缺点,其效果并不尽如人意。中科院遗传与发育生物学研究所赵艳楠博士戴建武研究员合作制备了一种双功能的,对心肌梗死响应的智能水凝胶材料用于按需给药以促进血管生成并通过靶向基质金属蛋白酶-2/9 (MMP-2/9)来抑制心肌重构。

 

该水凝胶材料所具有的MMP-2/9裂解肽PLGLAG (TIMP)既可以对MMP做出响应以实现碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)的按需释放;同时TIMP肽也可作为MMP的底物,从而抑制MMP对细胞外基质的过度降解作用。实验结果表明,该水凝胶可通过增强血管生成和减少心肌重构来有效地改善MI大鼠 的恢复情况,因此也有望成为治疗缺血性心脏病的一种新的理想方法。

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Caixia Fan, Yannan Zhao, Jianwu Dai. et al. Myocardial-Infarction-Responsive Smart Hydrogels Targeting Matrix Metalloproteinase for On-Demand Growth Factor Delivery. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201902900

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201902900

 

5. AFM综述:仿生的多功能电子皮肤产品

电子皮肤(e-skin)由于具有很好的可穿戴性和能够高精度地获取用户及其周围环境的信息等优点,被认为是推动可穿戴电子产品这一领域进步的重要前沿力量。韩国蔚山国家科学与技术研究院Hyunhyub Ko教授团队综述了仿生多功能电子皮肤所具有的感知特性并对其功能和灵感来源做了详细介绍;对如何利用仿生电子皮肤以进行身体运动跟踪、健康监测和设计假肢等方面做了说明;最后讨论了开发下一代仿生皮肤电子产品所面临的挑战以及最新的研究成果。

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Youngoh Lee, Hyunhyub Ko. et al. Mimicking Human and Biological Skins for Multifunctional Skin Electronics. Advanced Functional Materials. 2019

DOI: 10.1002/adfm.201904523

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201904523

 

6. Adv. Sci.:生物靶向的光交联纳米贴片用于预防术后腹膜粘连

在腹腔手术后发生腹膜粘连的几率很高,这也会引起严重的副作用和并发症。而目前减少粘连的策略要么无法有效地保护受伤区域,要么就是缺乏足够的保留时间来防止粘连。北卡罗莱纳大学Andrew Z. Wang团队报道了一种生物靶向的光交联纳米贴片(pCNP),结果表明,pCNP可与暴露的IV型胶原形成紧密的表面保护屏障。实验也在大鼠腹膜壁切除粘连模型上证明了pCNP对于预防术后粘连具有非常高效和安全的作用。

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Yu Mi, Andrew Z. Wang. et al. Biologically Targeted Photo-Crosslinkable Nanopatch to Prevent Postsurgical Peritoneal Adhesion. Advanced Science. 2019

DOI: 10.1002/advs.201900809

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201900809

 

7. Angew:具有卟啉壳层的纳米乳剂用于癌症治疗

加拿大玛格丽特公主癌症中心Juan Chen博士郑钢博士合作制备了一种具有卟啉壳层的纳米乳液(NewPS)并将其用于肿瘤诊疗。NewPS为100纳米的球形结构,且具有良好的胶体稳定性,并能够负载化疗药物如紫杉醇等以实现协同治疗。其中,卟啉壳层对于该纳米结构的构建来说非常重要,其光学可调谐的性能也是由于卟啉壳层的存在。

 

研究结果表明,在该纳米结构发生解离后,原本的卟啉J-聚集体会变成单体,其荧光性能也会发生变化。因此,研究通过光声成像可以对KB肿瘤小鼠体内的NewPS的积累和分解情况进行示踪,从而有效地指导光动力学治疗。并且,若用碘油替代其油内核还可以提供CT造影的性能,而进一步负载紫杉醇后的NewPS则可以改善药物的递送效果。因此,这个简单的双组分NewPS也为多模态癌症诊疗和药物递送提供了一个新的平台。

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Wenxiu Hou, Juan Chen, Gang Zheng. et al. Nanoemulsion with Porphyrin Shell for Cancer Theranostics. Angewandte Chemie International Edition. 2019

DOI: 10.1002/anie.201908664

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201908664

 

8. Chem. Sci.:多功能石墨烯纳米片作为靶向肿瘤的药物载体

石墨烯纳米片(GNFs)具有很好的水溶性和易被功能化等优点,是一种很好的支架型诊疗试剂材料。瑞士苏黎世大学Jason P. Holland团队利用68Ga对被多功能化的GNFs进行了放射化学标记,并对其诊疗性能做了体内外的实验评价。研究结果表明,该诊疗平台可以充分实现预期的功能效果。PET成像实验则证明该材料在其余背景组织中的富集很低,保留时间短,并且能很快通过肾脏被清除出去。综上所述,这一研究表明GNFs是一种适合用于构建诊疗药物的支架型材料。

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Jennifer Lamb, Jason P. Holland. et al. Multi-functionalised graphene nanoflakes as tumour-targeting theranostic drug-delivery vehicles. Chemical Science. 2019

DOI: 10.1039/C9SC03736E

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/sc/c9sc03736e#!divAbstract

 

9. ACS Nano:可被肾脏清除的卟啉MOF纳米点用于增强的光动力治疗

近年来,纳米卟啉MOF(NMOFs)已成为光动力治疗(PDT)的一种重要平台。然而,目前的NMOFs往往尺寸较大,这会导致其被机体清除的效率很低,PDT效果不理想且长期毒性问题也十分严重。有鉴于此,中科院长春应化所任劲松研究员曲晓刚研究员合作,以NMOFs为原料,通过简单的方法合成了超小卟啉MOF纳米点(MOF QDs),并将其作为一种可被肾脏清除的增强型PDT的纳米试剂。与NMOFs前体相比,MOF QDs在相同的光照射下可产生2倍的活性氧(ROS),其IC50值也只有NMOFs的三分之一。

 

体内实验结果表明,由于解决了ROS的扩散距离有限这一弊端,在相同治疗条件下MOF QDs也比NMOFs具有更好的PDT疗效。由于这些超小的MOF QDs在体内具有高效的肿瘤积累、快速的肾脏清除能力和良好的生物安全性等优点,该工作也为开发安全高效的PDT纳米平台提供了新的研究策略。

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Huan Wang, Dongqin Yu, Jinsong Ren, Xiaogang Qu. et al. Renal-Clearable Porphyrinic Metal−Organic Framework Nanodots for Enhanced

Photodynamic Therapy. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b03531

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b03531

 

10. Angew:具有AIE效应的金纳米簇用于低剂量x射线诱导的光动力治疗

利用高剂量x射线进行的放射治疗对于治疗实体肿瘤来说效果显著。而金纳米粒子作为一种放疗增敏剂,不仅可以提高治疗效果,还能大大减少治疗的剂量,从而减少对正常组织造成的损伤。厦门大学陈洪敏教授美国NIH陈小元教授合作设计了一种具有AIE效应的金纳米簇(AIE-Au)用于实现低剂量x射线诱导的高效光动力治疗。

 

这种被谷胱甘肽保护的金纳米簇 (GCs)会通过表面的阳离子聚合物发生组装,产生的AIE效应使得其被x射线激发的光致发光增强了5.2倍。在低剂量x射线的照射下,由于AIE-Au对x射线有很强的吸收能力,因此它能有效地产生羟基自由基从而增强放疗的效果。此外,AIE-Au还可将x射线转化为光致发光,从而激发偶联的光敏剂进行光动力治疗。体内外实验表明,AIE-Au能有效地通过触发活性氧的生成使得治疗的x射线剂量大大降低,通过独特的X-PDT机制实现高效的癌症治疗。

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Wenjing Sun, Xiaoyuan Chen, Hongmin Chen. et al. Aggregation-Induced Emission Gold Clustoluminogens for Enhanced Low-Dose X-ray-Induced Photodynamic Therapy. Angewandte Chemie International Edition. 2019

DOI: 10.1002/anie.201908712

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201908712

 

11. AFM:共价有机骨架用于分子级分散近红外染料实现免疫原性增强的光学治疗

近红外(NIR)染料介导的光动力治疗(PDT)是一种很有前途的肿瘤治疗方法,然而,由于乏氧的肿瘤微环境和光敏剂的自猝灭等因素的限制,它在诱导免疫原性细胞死亡(ICD)和触发有效的全身抗肿瘤免疫反应时的效果往往不尽如人意。已有研究表明,在纳米载体上实现近红外染料的分子级分散能显著提高其产生活性氧的能力,进而协同增强其光学治疗肿瘤的作用。

 

南京大学胡一桥教授袁阿虎博士合作,将近红外染料吲哚菁绿(ICG)通过π-π结合作用自吸附到共价有机骨架(COF)上,这可防止其发生分子间的堆积。然后,实验对负载ICG的COFs进行超声剥离并包覆聚多巴胺(PDA),从而构建一种新的增强型光学治疗试剂ICG@COF-1@PDA。实验结果表明,ICG@COF-1@PDA在近红外激光照射下可诱导产生ICD,进而产生显著的抗肿瘤免疫响应,而对未治疗的远处肿瘤的抑制率为62.9%。并且ICG@COF-1@PDA对4T1小鼠乳腺癌的肺转移也具有很好的抑制效果。

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Shaoju Gan, Yiqiao Hu, Ahu Yuan. et al. Covalent Organic Framework-Supported Molecularly Dispersed Near-Infrared Dyes Boost Immunogenic Phototherapy against Tumors. Advanced Functional Materials. 2019

DOI: 10.1002/adfm.201902757

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201902757

 

12. Chem. Sci.综述:无铜点击化学的体内外生物医学应用

近年来,点击化学在生物医学研究领域的应用取得了许多重要的进展。特别是无铜催化的点击化学反应,例如环张力促进的叠氮化物和炔环的加成反应(SPAAC)和相反的需电子的Diels Alder (iEDDA)反应等,这使得在不需要有毒催化剂的情况下就可以在水环境中实现快速且特异性的化学共轭反应。这使得点击化学可以在细胞的表面或胞浆内发生,而其他大多数的化学反应则很难实现。

 

韩国加图立大学Heebeom Koo博士对无铜点击化学的体内外生物医学应用进行了系统的综述。点击化学可以提供高效的疾病诊疗、分子成像和药物递送等应用,并且在开发分子工具,了解组织发育和疾病的监测等方面发挥着重要的作用,因此它也已经成为生物医学领域中一个非常有价值的帮手。

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Eunha Kim, Heebeom Koo. Biomedical applications of copper-free click

chemistry: in vitro, in vivo, and ex vivo. Chemical Science. 2019

DOI: 10.1039/C9SC03368H

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/sc/c9sc03368h#!divAbstract

 

13. AM:表面活性剂剥离胶束用于实现高穿透深度的近红外II区光声成像

纽约州立大学布法罗分校Jonathan F. Lovell教授团队将商用的氰基氟烷基磷酸酯(CyFaP)盐染料制备成表面活性剂剥离的胶束ss-CyFaP,并用于近红外II区(NIR-II)的高对比度光声成像(PAI)。实验通过在ss-CyFaP胶束中负载辅酶Q10后可以提高其储存稳定性,并使其在NIR-II区产生接近1064 nm的吸收峰。

 

研究表明,ss-CyFaP的光声信号可以穿过12厘米的鸡胸脯组织被仪器检测到。在动物模型中,被静脉注射后的ssCyFaP会在原位乳腺肿瘤小鼠和大鼠的肿瘤组织中积累,并且不会产生急性的毒性副作用。研究也在三个女性志愿者上证明了ss-CyFaP可在2.6 - 5.1厘米深处对整个压缩的人类乳房进行光声成像,从而表明ss-CyFaP是一种可对深部组织进行NIR-II区光声成像的造影剂。

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Upendra Chitgupi, Jonathan F. Lovell. et al. Surfactant-Stripped Micelles for NIR-II Photoacoustic Imaging through 12 cm of Breast Tissue and Whole Human Breasts. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201902279

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902279

 

14. Chem. Sci.:近红外Rhodol衍生物用于可被激活的高对比度光声成像

开发能够对细胞过程进行高对比度光声成像的可激活型分子探针是目前研究所面临的一大难题。湖南大学蒋健晖教授汪凤林博士合作开发了一种新的近红外对甲氨基酚衍生物探针Rhodol-NIR,它具有消光系数大、量子产率低和在酯化后结构会由开环型转变为封闭的螺内酯型等特点。

 

这些特点也使得该探针可以被特异性的脱酯化反应激活以形成具有高对比度的PA成像探针。实验通过将这一探针用于对肿瘤生物标志物醌氧化还原酶同工酶1 (hNQO1)进行PA成像,证明了其可以在活细胞和动物体内检测并成像hNQO1,并具有很好的对比度和敏感性。

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Feng Liu, Fenglin Wang, Jian-Hui Jiang. et al. Engineering NIR Rhodol Derivative with Spirocyclic Ring-open Activation for High-Contrast Photoacoustic Imaging. Chemical Science. 2019

DOI: 10.1039/C9SC02764E

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/sc/c9sc02764e#!divAbstract

 

15. ACS Nano:金纳米颗粒在穿过气-血屏障时的迁移行为与年龄相关

未发育成熟的肺会比发育完全的肺更容易地吸入纳米颗粒?目前还没有支持并可解释其基本机制的数据。哈佛大学陈曾熙公共卫生学院Akira Tsuda团队对出生后不同肺发育阶段的大鼠模型进行研究,其结果是支持这一观点的。并且研究表明,相对于成熟的肺组织来说,未发育成熟的肺会吸入更多空气中的金纳米粒子(NPs)明。

 

并且在未发育成熟的肺中,金纳米颗粒在穿过气-血屏障时的迁移行为与尺寸大小无关,而在成熟的肺组织中,小的NPs会比较大的NPs更容易地穿过气-血屏障。这些差异表明,在未发育成熟的肺中发生NPs迁移时,细胞旁转运途径往往发挥着非常重要的作用。这一研究的结果对于设计于适合不同年龄段的人群的吸入给药的最佳方式以及更好地了解纳米颗粒的暴露对婴幼儿健康的潜在影响来说至关重要。

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Akira Tsuda. et al. Age-Dependent Translocation of Gold Nanoparticles across the Air−Blood Barrier. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b03019

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b03019

 

16. AM:氧化铈纳米颗粒用于治疗肝脏缺血再灌注损伤

大多数被注射入体内的纳米药物会被单核吞噬细胞系统(MPS),例如肝和脾等所吞噬,从而使得它们无法有效地到达目标的病状区域。威斯康星大学麦迪逊分校蔡伟波教授中科院上海硅酸盐研究所胡萍博士华中科技大学兰晓莉博士合作,利用会优先被肝脏摄取的纳米抗氧化剂来预防肝脏缺血再灌注损伤(IRI)。而IRI是一种与活性氧(ROS)相关的疾病。

 

实验选择了纳米氧化铈(NPs)作为纳米抗氧化剂,并对其预防IRI的具体机理进行了研究。结果发现,氧化铈NPs可通过清除ROS、抑制枯否细胞和单核巨噬细胞的活化来有效地缓解肝脏的IRI症状。并且随后释放的促炎细胞因子也会显著减少,中性粒细胞的聚集和浸润也会降低,进而抑制肝脏的炎症反应。这一研究表明,纳米抗氧化剂在临床治疗肝IRI时具有很好的应用前景。

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Dalong Ni, Ping Hu, Xiaoli Lan, Weibo Cai. et al. Ceria Nanoparticles Meet Hepatic Ischemia-Reperfusion Injury: The Perfect Imperfection. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201902956

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902956

 

17. ACS Nano:Ce6与免疫球蛋白G相结合用于荧光成像指导的肿瘤协同治疗

光动力治疗(PDT)与免疫治疗相结合是一种很好的局部治疗肿瘤的方法。而成功的PDT往往需要成像图进行指导以保证治疗的准确性。然而,现有的研究都是致力于同时递送光敏剂和造影剂,这不仅使得PDT试剂从体内清除的效率变慢,也会导致成像结果和PDT试剂的释放之间存在不同步。复旦大学陆伟教授团队和上海交通大学肖泽宇教授团队合作,发现光敏剂Ce6与免疫球蛋白G (IgG)之间存在固有的结合能力。

 

Ce6和IgG可以自组装形成纳米复合物Chloringlobulin (Ce6 +免疫球蛋白G)。实验将其与PD-L1相结合制备了αPD-L1-Chloringlobulin,并利用该复合物对小鼠的原位神经胶质瘤进行了基于Ce6荧光成像指导的手术、定向PDT和PD-L1检查点封锁治疗。而在原位结肠癌模型小鼠中,实验制备了另一种可与PD-L1和细胞毒性T淋巴细胞抗原4 (CTLA-4)双重检查点阻断治疗相结合的Chloringlobulin,通过联合手术中荧光成像指导的PDT证明了这一策略具有很好的临床实用性。

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Jiaojiao Xu, Zeyu Xiao, Wei Lu. et al. High Affinity of Chlorin e6 to Immunoglobulin G for Intraoperative Fluorescence Image-Guided Cancer Photodynamic and Checkpoint Blockade Therapy. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b03466

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b03466

 

18. ACS Nano:小细胞外囊泡的释放动力学行为会影响皮肤组织再生

小细胞外囊泡(SEVs)非常适合用于组织再生,但其在损伤组织中的短暂寿命也大大限制了它们的效果。科英布拉大学Lino Ferreira团队对了SEVs的递送动力学对组织、细胞和分子水平上对组织再生效果的影响做了研究。

 

结果表明,多次准确地定时应用SEVs会比依靠单一剂量的SEVs具有更好的再生效果。实验进一步利用含有SEVs的光触发水凝胶对糖尿病和非糖尿病患者的伤口进行处理,发现SEVs的释放动力学行为会影响最终的皮肤组织再生的效果。

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Helena Henriques-Antunes, Lino Ferreira. et al. The Kinetics of Small Extracellular Vesicle Delivery Impacts Skin Tissue Regeneration. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b00376

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b00376

 

19. Nature. Biotech:设计稳定、无毒且能杀灭小鼠体内耐药细菌的抗菌订书肽

阳离子α-螺旋抗菌肽(AMPs) 的临床转化面临着结构不稳定、易被蛋白水解和体内毒性等诸多问题。丹娜法伯癌症研究院Loren D. Walensky团队对基于蛙皮素 II的58个订书AMPs (StAMPs)库进行了分析,并根据对它们结构-功能-毒性关系的测试结果得出了一个算法平台,将其用于设计稳定、高效且无毒的StAMP。

 

实验结果发现,在小鼠腹膜炎脓毒症模型中,一种名为Mag(i+4)1,15(A9K,B21A,N22K,S23K)的双订书StAMP可以有效杀灭耐粘菌素的鲍曼不动杆菌等耐药性革兰氏阴性病原体,并且不会引发小鼠的溶血反应和肾功能损伤。研究也进一步利用该平台设计了其他具有膜选择性的StAMPs,从而对这一算法的通用性和实用性做了充分的验证。

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Rida Mourtada, Loren D. Walensky. et al. Design of stapled antimicrobial peptides that are stable, nontoxic and kill antibiotic-resistant bacteria in mice. Nature Biotechnology. 2019

https://www.nature.com/articles/s41587-019-0222-z

 

20. Small:DNA纳米材料用于肿瘤特异性miRNA信号放大和诊断治疗

开发具有高特异性和精确度的肿瘤响应型诊疗平台是目前研究的一大热点和难点。中科院长春应化所徐彩娜博士田华雨研究员合作报道了一种基于核酸荧光探针和聚合物修饰的MnO2纳米片的DNA纳米材料,并将其用于谷胱甘肽(GSH)门控的miRNA-21信号放大以及GSH激活的磁共振成像和化学动力学治疗(CDT)。

 

在肿瘤细胞内的miRNA和GSH过表达的情况下,该纳米材料可以被原位激活并产生显著的荧光和MR信号;而在正常细胞内,其荧光信号会被猝灭,MR信号则保持在很低的背景水平。并且在磁共振成像的指导下,该材料可以对肿瘤特异性地产生羟基自由基(·OH),进而有效地杀死肿瘤细胞。此外,该纳米材料还具有类过氧化氢酶和类葡萄糖氧化酶的活性,可以产生氧气并消耗肿瘤内的葡萄糖。这也是首次有研究将肿瘤特异性miRNA信号放大和GSH激活的MR成像技术与CDT和饥饿治疗联用,并实现了对肿瘤乏氧微环境的改善,这也为设计智能肿瘤诊疗平台提供了新的思路。

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Nan Yan, Caina Xu, Huayu Tian. et al. A GSH-Gated DNA Nanodevice for Tumor-Specific Signal Amplification of microRNA and MR Imaging–Guided Theranostics. Small. 2019

DOI: 10.1002/smll.201903016

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201903016

 

21. Nano. Lett.:三合一纳米材料对抗肿瘤的转移、复发和术后再生

抗肿瘤免疫反应一般包括三个阶段的级联反应,即抗原呈递(I期)、淋巴细胞活化增殖/分化(II期)和肿瘤的消除(III期)。然而由于这三个阶段都分别有不同的靶点,因此开发一个单一的免疫治疗纳米平台去将免疫试剂递送到各自需要的靶点来同时对三个阶段进行调控则是目前研究的一大难题。

 

山东大学栾玉霞教授团队首次报道了一种可以同时调控这三个阶段的三合一免疫治疗纳米平台。实验将光敏剂Ce6共轭的透明质酸(HC)、右旋-1-甲基色氨酸(1-mt)-共轭的聚赖氨酸(PM)和抗PD-L1单克隆抗体(aPD-L1)进行组合,构建了aPD-L1@HC/PM纳米平台。该平台可通过逐步地反应将HC、PM和aPD-L1递送到各自的靶点,从而对免疫治疗的I期、II期和III期实现同时调控。结果表明,aPD-L1@HC/PM可以有效防止肿瘤的转移、复发和术后再生,因此它也为设计更好的免疫治疗方案提供了新的策略和思路。

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Qian Li, Yuxia Luan. et al. A Three-in-One Immunotherapy Nanoweapon via Cascade Amplifying Cancer-Immunity Cycle against Tumor Metastasis,

Relapse, and Postsurgical Regrowth. Nano Letters. 2019

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b02923

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b02923

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