纳米生物医学前沿每周精选丨1007-1013
纳米人 纳米人 2019-10-23

1. AM:近红外光敏半导体聚合物纳米材料用于抑制肿瘤转移的联合治疗

抑制蛋白质的生物合成是一种新的肿瘤治疗方法。然而,目前很少有研究报道可以在生命系统中对这一细胞事件实现无创的精确调控。新加坡南洋理工大学浦侃裔教授团队开发了一种半导体聚合物纳米材料(SPNB),它可以被近红外(NIR)光激活产生光动力治疗(PDT)和抑制细胞内蛋白合成的协同作用,进而可以抑制肿瘤的转移和肿瘤治疗。

 

SPNB是由一种两亲性半导体聚合物自组装而成,并利用可被单态氧(1O2)裂解的连接剂将其与蛋白质生物合成的阻断剂偶联在一起。实验结果表明,SPNB不仅能在近红外光照射下通过PDT产生1O2,还能利用光激活的阻断剂去终止蛋白的翻译。因此,SPNB能够有效的治疗肿瘤,并且这种光激活的抑制蛋白合成的策略也能精确地下调肿瘤组织中转移相关蛋白的表达水平,最终实现对肺转移的完全抑制。

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Jingchao Li, Kanyi Pu. et al. Near-Infrared Photoactivatable Semiconducting Polymer Nanoblockaders for Metastasis-Inhibited Combination Cancer Therapy. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201905091

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201905091

 

2. AM综述:基于纳米医学的免疫治疗用于对抗癌症转移

转移是造成癌症相关死亡的重要原因。而转移性癌细胞在播散或集落形成后的休眠则是导致治疗失败的主要原因之一,这是因为大多数药物都是以活跃增殖的细胞为靶点。近年来,免疫治疗在肿瘤治疗应用中表现出许多突出的优势,这是由于效应细胞的活性受肿瘤细胞代谢状态的影响较小,并且来自免疫抑制肿瘤微环境(TME)的转移细胞也更容易被免疫清除。

 

由于纳米材料本身或其可负载的药物具有调节免疫系统的能力,因此利用免疫细胞参与肿瘤转移级联反应的纳米医学策略也受到了研究人员的广泛关注。国家纳米科学中心赵宇亮院士中科院上海药物研究所李亚平研究员合作对参与转移级联反应的免疫细胞进行了综述介绍,并重点介绍了近年来在这一领域出现的一些具有启发性的策略和代表性纳米材料。

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Pengcheng Zhang, Yuliang Zhao, Yaping Li. et al. Nanomedicine-Based Immunotherapy for the Treatment of Cancer Metastasis. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201904156

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3. Adv. Sci.:利用RNA纳米技术溶解疏水性抗肿瘤药物实现靶向递送给药

小分子药物在临床上被广泛用于癌症治疗。然而,目前许多抗肿瘤化学药物在水溶液中的溶解性较差,这使得它们在体内往往只能进行非选择性地给药,因此会引起严重的副作用。俄亥俄州立大学郭培轩教授团队报道了一种利用RNA纳米技术来增强疏水性药物的溶解度的策略,它可以帮助实现对喜树碱(CPT)的靶向递送给药进而治疗癌症。

 

实验将多个CPT前药分子通过点击反应偶联到RNA寡糖上得到CPT-RNA,它可以高效地自组装成为热力学稳定的RNA三通(3WJ)纳米颗粒。RNA 3WJ通过可裂解的酯键和叶酸配体与7个疏水CPT前药分子共价连接,进而可以特异性地靶向肿瘤并在水溶液中也保持较好的溶解度。实验结果表明, CPT-RNA纳米颗粒具有高效和特异性的细胞结合和被细胞内化的能力,可以诱导细胞发生凋亡,有效抑制肿瘤生长。

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Xijun Piao, Peixuan Guo. et al. RNA Nanotechnology to Solubilize Hydrophobic Antitumor Drug for Targeted Delivery. Advanced Science. 2019

DOI: 10.1002/advs.201900951

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4. AM:在NIR II区有高效吸收和光热转换效率的Pt超结构用于肿瘤治疗

近红外光对生物组织具有较好的穿透深度、较低的光子散射和较高的最大允许照射量,因此在生物医学领域有着很好的应用潜力。同济大学杨洋博士中科院长春应化所王樱蕙博士宋术岩研究员合作报道了一种单组分空心Pt纳米超结构(“Pt螺旋体”),它是由3D框架结构、2D层壳结构和1D纳米线结构组装而成。

 

Pt螺旋体在NIR-II具有很高的光热转换效率(52.5%)和摩尔消光系数(228.7 m2 mol-1),性能均显著优于铂立方体。研究结果表明,Pt螺旋体独特的超结构是其具有增强的NIR II吸收和光热效应的重要原因。实现良好的光照效果和随体内外实验结果表明,Pt螺旋体有着出色的耐热性能、优良的光稳定性以及CT成像性能,是一种高效的肿瘤诊疗平台。

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Qishun Wang, Yang Yang, Yinghui Wang, Shuyan Song. et al. Plasmonic Pt Superstructures with Boosted Near-Infrared Absorption and Photothermal Conversion Efficiency in the Second Biowindow for Cancer Therapy. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201904836

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5. AM:用于检测和表征循环稀有细胞的纳米底物及其临床应用

血液中的循环稀有细胞对于材料研究和临床应用都具有重要意义。例如,循环肿瘤细胞(CTCs)已被证明是一种可用于肿瘤液体活检的生物标志物,而循环胎儿有核细胞(CFNCs)则可以用于无创产前诊断。然而,由于循环稀有细胞在血液细胞中的丰度极低,如何实现对它们的分离和检测还具有很大的挑战性。

 

而具有纳米结构的底物可以通过提供局部相互作用来增强细胞粘附,其较大的表面积也可以通连接捕获剂来进一步提高捕获细胞的效率、纯度、灵敏度和可重复性。中山大学柯尊富教授加州大学Yazhen Zhu博士Hsian-Rong Tseng教授合作对用于检测和表征循环稀有细胞(如CTC/CFNC)的纳米结构底物的相关研究进行了综述介绍,并对这一技术在疾病诊断、预后预测和对治疗反应动态监测方面的应用前景进行了展望。

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Jiantong Dong, Zunfu Ke, Yazhen Zhu, Hsian-Rong Tseng. et al. Nanostructured Substrates for Detection and Characterization of Circulating Rare Cells: From Materials Research to Clinical Applications. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201903663

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6. AM综述:设计开发用于在体内递送siRNA的材料

随着FDA对首个siRNA衍生治疗方法的批准,RNA干扰(RNAi)介导的基因治疗也开始从基础研究走向临床。而进行RNAi治疗所面临的主要难题就是实现对寡核苷酸的有效递送。

 

加州大学Michael J. Sailor团队对设计开发用于在体内递送siRNA的材料的关键要求进行了综述介绍,包括:(1)载体可以保护siRNA不被降解和清除;(2)可以选择性靶向到目标细胞;(3)能够逃逸或绕过内吞摄取从而实现对siRNA的胞质释放;随后对不同类型的载体材料(脂类、聚合物、金属基材料和介孔二氧化硅等)进行了总结概括,并对RNAi疗法的发展方向进行了展望。

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Byungji Kim, Michael J. Sailor. et al. Rekindling RNAi Therapy: Materials Design Requirements for In Vivo siRNA Delivery. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201903637

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7. AM:利用聚多巴胺包封的核壳上转换纳米颗粒激活抗肿瘤免疫和抗肿瘤转移

协同性光学治疗可以有效克服肿瘤的异质性和复杂性,因此它比单模态的光动力治疗(PDT)或光热治疗(PTT)有着更好的癌症治疗效果。然而,以往将PDT和PTT相结合的方法都主要致力于治疗原发肿瘤而忽略了肿瘤转移这一过程。华中科技大学刘笔锋教授深圳大学王瑀博士刘小刚教授合作制备了一种上转换-聚合物混合型纳米颗粒,并在其表面负载光敏剂Ce6用于实现PDT和PTT联合治疗,该策略不仅可以治疗原发肿瘤,也能通过激活抗肿瘤免疫响应来对抗肿瘤的转移。

 

研究表明,在聚合物内核上的上转换材料可以确保在单次近红外光照射下进行充分的光吸收以产生活性氧,并且这种协同性光学治疗还能够诱导产生全身抗肿瘤免疫反应,将其与免疫检查点阻断治疗相联合后可有效抑制两种肿瘤转移模型荷瘤小鼠的肿瘤复发和转移,并延长荷瘤小鼠的生存期。

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Shuangqian Yan, Bi-Feng Liu, Yu Wang, Xiaogang Liu. et al. Activating Antitumor Immunity and Antimetastatic Effect Through Polydopamine-Encapsulated Core–Shell Upconversion Nanoparticles. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201905825

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8. Small:超小多孔二氧化硅纳米颗粒及其对三阴性乳腺癌的差异性靶向治疗

通过静脉注射的纳米颗粒会被肝脾等网状内皮系统(RES)捕获并长时间保留,这不仅给将纳米药物递送到靶点部位造成了阻碍,也严重影响了纳米药物的临床转化。

 

休斯敦卫理公会研究所Zhihui Wang教授威斯康星大学麦迪逊分校蔡伟波教授合作制备了一种超小(直径为12-15 nm)的多孔二氧化硅纳米颗粒(UPSNs),该纳米颗粒具有很长的血液循环半衰期,可有效地避免被RES捕获以及被肝胆快速地清除。研究也进一步探讨了肿瘤血管化对两种不同微环境的三阴性乳腺癌小鼠模型摄取和保留UPSNs的影响。结果表明,尽管UPSNs在两种模型上具有相似的药代动力学行为,但是由于这两种模型的血管系统和基质状态存在差异,因此UPSNs在肿瘤内的微观分布也有所不同。

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Shreya Goel, Zhihui Wang, Weibo Cai. et al. Size-Optimized Ultrasmall Porous Silica Nanoparticles Depict Vasculature-Based Differential Targeting in Triple Negative Breast Cancer. Small. 2019

DOI: 10.1002/smll.201903747

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9. Small:CT/生物荧光双模态成像用于对肺纤维化间充质干细胞的追踪研究

具有免疫调节作用的人类间充质干细胞(hMSCs)是目前用于治疗自发性肺纤维化(IPF)的一种潜在方法。而了解被移植的hMSCs在体内的迁移、归巢、功能和存活情况对于实现成功的IPF治疗来说至关重要。因此,开发无创高效的成像技术来对移植的hMSCs进行示踪是目前一项重要的研究。

 

中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所黄洁博士张智军研究员合作,将基于金纳米颗粒(AuNP)的CT纳米示踪剂和基于发红光的荧光素酶(RfLuc)的生物荧光标记物相集成,用于在鼠模型中对移植的hMSCs进行CT/BL双模态的成像示踪。结果表明,该策略可以实现被移植的hMSCs在体内的可视化,从而为研究hMSCs在IPF治疗中的作用提供了一种新的方法。

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Hongying Bao, Jie Huang, Zhijun Zhang. et al. CT/Bioluminescence Dual-Modal Imaging Tracking of Mesenchymal Stem Cells in Pulmonary Fibrosis. Small. 2019

DOI: 10.1002/smll.201904314

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201904314

 

10. Angew:半导体聚合物纳米传感器用于近红外光调控的CRISPR/Cas9基因编辑

对CRISPR/Cas9基因编辑过程进行无创调控对于了解基因的功能和促进基因治疗的发展来说具有重要的意义,但是这在目前仍具有相当的挑战性。新加坡南洋理工大学浦侃裔教授团队合成了一种对光不稳定的半导体聚合物纳米传感器(pSPN),并将其作为基因载体来将CRISPR/Cas9质粒导入细胞,从而实现在近红外光下对基因编辑进行远程的激活调控。

 

pSPN是由生成单线态氧(1O2)的主干和通过1O2裂解的连接剂与聚乙烯亚胺刷相连接组成的。在近红外(NIR)光照射下,pSPN可以自发地触发基因载体的裂解,从而释放CRISPR/Cas9质粒并启动基因编辑过程。结果表明,这种pSPN介导的光调控CRISPR/Cas9基因编辑可以使得修复后的基因表达相对于未经光照的细胞和小鼠来说分别提高15倍和1.8倍。

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Yan Lyu, Shasha He, Kanyi Pu. et al. Photolabile Semiconducting Polymer Nanotransducer for Near-infrared Regulation of CRISPR/Cas9 Gene Editing. Angewandte Chemie International Edition. 2019

DOI: 10.1002/anie.201909264

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201909264

 

11. ACS Nano:酶驱动的膜靶向嵌合肽用于增强肿瘤光动力-免疫治疗

武汉大学张先正教授团队设计了一种protein farnesyltransferase (PFTase)驱动的质膜(PM)靶向嵌合肽,PpIX-C6-PEG8-KKKKKKSKTKC-oMe (PCPK),并将其用于PM靶向的光动力治疗(PM-PDT),它可通过诱导肿瘤细胞发生PM损伤和快速释放损伤相关分子模式(DAMPs)来增强免疫治疗。

 

研究发现,共轭有光敏剂原卟啉IX (PpIX) 的PCPK可产生活性氧来使膜相关蛋白失活并引发脂质过氧化,在极低的浓度(1μM)和光照条件下就可以破坏PM。而这种PM的特异性损伤也会进一步诱导DAMPs的快速释放,同时产生强于传统的胞质PDT的抗肿瘤免疫反应。实验将这种免疫刺激的PM-PDT策略与程序性细胞死亡受体1阻断治疗相结合,可以对转移性肿瘤产生显著的抑制效果。

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Chi Zhang, Fan Gao, Xian-Zheng Zhang. et al. Enzyme-Driven Membrane-Targeted Chimeric Peptide for Enhanced Tumor Photodynamic Immunotherapy. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b04315

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b04315

 

12. Nano Lett.:康普瑞汀A4纳米粒子联合乏氧敏感的咪喹莫特应用癌症治疗

血管阻断剂(VDAs)在癌症治疗中具有巨大的应用潜力。然而,VDAs除了具有使肿瘤血管塌陷的作用外还会激活宿主的免疫反应,从而显著削弱其抗癌作用。吉林大学第一医院陈京涛教授中科院长春应化所汤朝晖研究员陈学思研究员合作开发了一种VDA纳米药物CA4-NPs,它可诱导未成熟的浆细胞样树突状细胞(pDCs)在瘤内的浸润,从而抑制抗癌免疫。

 

为了解决这一问题,实验将CA4-NPs与乏氧敏感的咪喹莫特(hs-IMQ)相联合,它可在CA4-NPs诱导的硝基还原酶(NTR)的催化作用下被选择性地激活为咪喹莫特(IMQ)。结果表明,hs-IMQ和CA4-NPs联合后可使肿瘤中的活性IMQ浓度提高6.3倍,并改变肿瘤微环境使其从免疫抑制状态变为免疫激活状态。通过CA4-NPs和hs-IMQ联合治疗可协同抑制4T1荷瘤小鼠的肿瘤生长和转移。这一工作也为利用瘤内pDCs来逆转VDA治疗引起的免疫抑制提供了新的方法,并为将VDAs与TLR激动剂联合使用以触发原位的免疫激活和增强抗癌效果提供了机制基础。

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Na Shen, Jingtao Chen, Zhaohui Tang, Xuesi Chen. et al. Combretastatin A4 Nanoparticles Combined with Hypoxia-Sensitive Imiquimod: A New Paradigm for the Modulation of Host Immunological Responses during Cancer Treatment. Nano Letters. 2019

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b03214

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b03214

 

13. Nature Biotech.:NIR IIb区稀土纳米颗粒用于体内分子成像和免疫治疗

NIR IIb区 (NIR-IIb) (1500-1700 nm)激光对于实现哺乳动物的深组织光学成像来说是理想的选择,但目前还缺乏高效和生物相容性较好的探针。斯坦福大学戴宏杰教授团队开发了一种具有良好生物相容性的立方相(α-phase) 铒基稀土纳米颗粒(ErNPs),它具有高效的下转换发光性能,可用于对癌症免疫治疗的小鼠进行动态成像。

 

实验使用连有抗PD-L1抗体交联亲水聚合物层功能化的ErNPs对结肠癌小鼠的PD-L1进行分子成像,发现肿瘤与正常组织的信号比约为40。对PD-L1和CD8的体内NIR-IIb分子成像实验表明,经免疫治疗后的肿瘤微环境会存在细胞毒性T淋巴细胞,并且免疫激活后的肿瘤和脾脏中的CD8信号也会发生改变。

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Yeteng Zhong, Hongjie Dai . et al. In vivo molecular imaging for immunotherapy using ultra-bright near-infrared-IIb rare-earth nanoparticles. Nature Biotechnology. 2019

https://www.nature.com/articles/s41587-019-0262-4

 

14. ACS Nano:对pH响应的纳米疫苗可诱导保护性CD8+肺驻留记忆T细胞

组织驻留记忆T细胞(TRM)会“巡查”非淋巴器官,并会对感染粘膜和屏障组织(如肺、肠、肝和皮肤)等提供保护以对抗病原体。而疫苗技术往往能够在这些组织中诱导强有力的保护性TRM响应。纳米疫苗与常规疫苗相比具有许多重要的优势,然而,目前很少有人研究可引起TRM响应的基于NPs的疫苗。范德堡大学John T. Wilson团队制备了一种对pH响应的聚合物NPs疫苗,用于在肺中产生抗原特异性CD8+ TRM细胞。

 

实验通过单次鼻内注射实验证明NPs疫苗可以诱导产生呼吸道和肺部驻留CD8+ TRM细胞,并可在牛痘和流感感染模型中对抗呼吸道病毒。并且研究发现,具有pH响应性能载体活性也很重要,结构类似的非pH响应载体则只能诱导产生更少的肺驻留CD8+ T细胞。研究也证明了在同一NP上对蛋白质抗原和核酸佐剂进行双递送也能显著增强肺中抗原特异性CD8+ TRM响应的强度、功能和寿命。与注射可溶性抗原和佐剂相比,NP会通过介导疫苗在肺抗原呈递细胞(APCs)中的滞留来增强APC的活化,并增加与TRM相关的细胞因子的产生。

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Frances C. Knight, John T. Wilson. et al. Mucosal Immunization with a pH-Responsive Nanoparticle Vaccine Induces Protective CD8+ Lung-Resident Memory T Cells. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b00326

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b00326

 

15. Nano Lett.:基于表观遗传学的肿瘤细胞焦亡用于增强化疗纳米载体的免疫效应

焦亡是程序性细胞死亡的一种炎症形式,可由化疗药物通过半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3介导产生。然而在半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3介导的焦亡过程中,由于DFNA5基因的高甲基化,大多数肿瘤细胞中都缺少关键蛋白gasdermin E。武汉大学张先正教授团队提出了一种将地西他滨(DAC)与化疗纳米药物结合,通过表观遗传学触发肿瘤细胞焦亡的策略,该策略也可进一步增强化疗的免疫效应。实验利用DAC在特定的荷瘤小鼠身上进行了对肿瘤细胞DFNA5基因去甲基化的预处理,并随后使用一种常用的肿瘤靶向纳米脂质体(LipoDDP)来给药,以激活肿瘤细胞中的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3通路并引发细胞焦亡。实验证明,该策略可以使得肿瘤细胞中的GSDME沉默发生逆转,从而促进细胞焦亡的发生。

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Jin-Xuan Fan, Rong-Hui Deng, Xian-Zheng Zhang. et al. Epigenetics-Based Tumor Cells Pyroptosis for Enhancing the Immunological Effect of Chemotherapeutic Nanocarriers. Nano Letters. 2019

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b03245

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b03245

 

16. AM:环糊精衍生的生物活性纳米颗粒用于治疗急慢性炎症性疾病

发炎是许多急慢性炎症性疾病的共同病因。目前现有的抗炎疗法的一个主要问题是它们不能对促炎细胞因子的产生、氧化应激、中性粒细胞和巨噬细胞的募集进行同时调控。为了解决这一问题,中国人民解放军第三军医大学胡厚源教授张建祥教授合作,利用化学修饰的环状低聚糖合成了具有多种药理活性的纳米颗粒(NPs)。这种具有生物活性的糖基NPs(LCD NP)可以有效地抑制炎症反应、氧化应激以及中性粒细胞和巨噬细胞的迁移,这两种细胞都是炎症的主要参与者。

 

在治疗实验中,LCD NP在治疗腹膜炎、急性肺损伤和动脉粥样硬化小鼠模型的急慢性炎症性疾病时都表现出良好的效果,而这种出色的治疗效果是通过抑制中性粒细胞介导的炎症性巨噬细胞的募集和阻止随后的促炎事件来实现的。并且LCD NP在小鼠模型中也具有良好的安全性,因此LCD NP可作为一种有效的抗炎纳米药物去治疗与中性粒细胞和巨噬细胞浸润相关的炎症性疾病。

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Jiawei Guo, Houyuan Hu, Jianxiang Zhang. et al. Cyclodextrin-Derived Intrinsically Bioactive Nanoparticles for Treatment of Acute and Chronic Inflammatory Diseases. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201904607

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904607

 

17. Adv. Sci.:具有聚磷酸酯基表面活性剂的纳米载体能够非共价靶向免疫细胞

树突状细胞(DCs)是免疫系统的一部分,可以通过碳水化合物受体被病原体内化。这一摄取过程会诱导树突状细胞的成熟和迁移,并会通过向T细胞提供抗原以产生适应性免疫响应。因此,实现对DCs的靶向递送也是免疫治疗中的重要一环。然而在血液中,如何实现DCs的特异性靶向仍是一个大的难题。美因茨约翰内斯古登堡大学医学中心Volker Mailänder教授Katharina Landfester教授Frederik R. Wurm博士合作提出了一种在纳米载体表面以非共价方式去吸附甘油三酯(PPEs)的方法,该方法可使得载体被DCs特异性摄取,同时PPEs的蛋白吸附情况也很低。

 

研究也设计了带有疏水性固化剂和多个甘露糖基的PPEs,并将其吸附到不同的纳米载体上。结果发现,仅有很少的一部分载体会被非靶向细胞(单核细胞)摄取,而在人类血浆中培养后,大量的载体会被特异性地摄取到DCs中,从而证明了通过简单地吸附PPEs可以将“隐身”和靶向两种效果进行有效的结合,并为开发新的免疫治疗方法提供了有力的帮助。

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Johanna Simon, Volker Mailänder, Katharina Landfester, Frederik R. Wurm. et al. Noncovalent Targeting of Nanocarriers to Immune Cells with Polyphosphoester-Based Surfactants in Human Blood Plasma. Advanced Science. 2019

DOI: 10.1002/advs.201901199

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.201901199

 

18. Adv. Sci.:动态三维肿瘤椭球体芯片用于准确评估纳米药物的细胞摄取

纳米医学技术可以有效提高药物的安全性、有效性和递送效率。然而,许多在体外表现出良好分布特性的纳米材料在体内给药时往往会出现较差的细胞摄取效果。这是由于目前的细胞摄取研究模型主要基于传统的二维培养体系,该体系是单层的静态体系,并不能准确地反映纳米颗粒(NPs)在体内的分布情况。

 

为了更好地研究NPs在体外的穿透效果,中山大学张元庆教授团队构建了一种模拟实体肿瘤和动态液体传输的多样化肿瘤培养芯片(MTC-chip),并使用芯片上的三维肿瘤球体去评估了介孔二氧化硅颗粒(MSNs)的细胞摄取情况。结果发现,在相同剂量下,连续给药比单次瞬态给药能产生更好的MSNs穿透效果,而尺寸大小对细胞摄取的影响并不如以往研究报道的那样显著,并且透明质酸酶(HAase)预处理也能增强大尺寸MSNs的肿瘤穿透能力。

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Jialang Zhuang, Yuanqing Zhang. et al. A Dynamic 3D Tumor Spheroid Chip Enables More Accurate Nanomedicine Uptake Evaluation. Advanced Science. 2019

DOI: 10.1002/advs.201901462

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.201901462

 

19. AM综述:精确设计具有高性能的聚集诱导发光体

精确设计出具有理想性能的荧光分子是目前研究的一项热点。而在不同类型的光学活性材料中,具有聚集诱导发光性能的的发光体(AIEgens)在过去二十年得到了迅猛的发展。在单个分子状态下,AIEgens的发光效率几乎可以忽略不计,而在聚合态下它可以发出明高的光,这一有别于传统的荧光染料的性能使得AIEgens得到了广泛的多学科应用。

 

新加坡国立大学刘斌教授团队通过列举具体的例子,对设计具有理想性质的AIEgens分子的原理及构效关系进行了综述;并介绍了AIEgens在生物医学诊疗、光电器件、刺激响应型智能材料和等前沿领域中的应用。

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Shidang Xu, Bin Liu. et al. Precise Molecular Design for High-Performance

Luminogens with Aggregation-Induced Emission. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201903530

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201903530

 

20. AFM:近红外光控制的PdH纳米材料释放氢气用于氢气-光热协同抗菌治疗

氢气是一种极好的抗氧化分子,有望治疗如阿尔茨海默病、中风、癌症等许多疾病。已有研究表明,活性氢在抗菌和促进伤口愈合等方面也具有很好的效果。深圳大学何前军教授暨南大学马栋博士薛巍教授合作制备了一种具有良好生物相容性的。可释放氢气的PdH纳米材料,该材料在近红外光照射下可随需控制释放活性氢,并且具有很好的光热效应,可以通过协同的氢-光热治疗实现良好的体内外抗菌效果。

 

抗菌机制研究发现,氢气-光热抗菌的协同效应包括两种机制:一是提高上调dmpI、narJ和nark等细菌代谢相关基因的表达,进而使得更多的氧化代谢酶表达以产生大量活性氧并诱导DNA损伤;二是通过引起严重的细菌膜损伤以释放DNA等细胞内化合物。

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Siming Yu, Qianjun He, Dong Ma, Wei Xue. et al. NIR-Laser-Controlled Hydrogen-Releasing PdH Nanohydride for Synergistic Hydrogen-Photothermal Antibacterial and Wound-Healing Therapies. Advanced Functional Materials. 2019

DOI: 10.1002/adfm.201905697

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201905697

 

21. AFM:磷化铜(I)纳米晶体用于磁共振成像指导的光热-化学动力学协同治疗

铁基芬顿制剂可在肿瘤微环境(TME)中产生高活性、高毒性的羟基自由基(·OH),进而实现高特异性的化疗(CDT)。然而,高效的芬顿反应往往需要严格的条件(,这也限制了其在临床的实际应用。中科院长春应化所王樱蕙博士同济大学杨洋教授合作制备了一种高效Cu(I)基CDT试剂CP NCs,它比Fe基试剂更能适应TME的pH值,从而可以产生更多的·OH来触发癌细胞的凋亡。

 

此外,TME中过量的谷胱甘肽(GSH)可消耗类芬顿反应生成的Cu(II),进而能进一步提高·OH的生成速率,并降低肿瘤的抗氧化能力。此外,CP NCs在NIR II区也有很强的吸收和良好的光热转换效果,可以通过光热治疗进一步增强CDT。并且由于在TME中过量的H2O2作用下可以产生顺磁的Cu(II),CP NCs也是一种很好的磁共振成像(MRI)造影剂。这一工作也为将铜基材料用于成像指导的协同治疗通过了新的思路。

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Yang Liu, Yinghui Wang, Yang Yang. et al. Copper(I) Phosphide Nanocrystals for In Situ Self-Generation Magnetic Resonance Imaging-Guided Photothermal-Enhanced Chemodynamic Synergetic Therapy Resisting Deep-Seated Tumor. Advanced Functional Materials. 2019

DOI: 10.1002/adfm.201904678

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201904678

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