纳米生物医学前沿每周精选丨1014-1020
纳米人 纳米人 2019-10-26

1. Angew:银纳米团簇金属-有机凝胶具有AIE效应和荧光-磷光转换性能

发光金属纳米团簇是一类新型的功能材料,具有广泛的应用前景。近年来,人们也发现一些金属纳米团簇在溶液中会具有AIE效应和荧光-磷光(F-P)转换性能。山东大学李洪光研究员孙頔教授辛霞博士合作,在Ag9纳米团簇水溶液中加入抗溶剂可以使其发生凝胶化。

 

研究表明,随着Ag9纳米团簇自组装成纤维, AIE和F-P转换现象也在较短时间内会发生。结构测定结果表明该纤维内部是高度有序的结构,并且Ag9纳米团簇的自组装及其光致发光特性是热可逆的,这使得该金属-有机凝胶一种很好的发光比色温度计材料。

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Zengchun Xie, Panpan Sun, Hongguang Li, Di Sun, Xia Xin. et al. Metal-Organic Gels from Silver Nanoclusters with Aggregation-Induced Emission and Fluorescence-to-Phosphorescence Switching. Angewandte Chemie International Edition. 2019

DOI: 10.1002/anie.201912201

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201912201

 

2. Adv. Sci.:可代谢的镧系纳米颗粒用于近红外II区生物医学成像和手术导航

最近,很多研究报道了各种各样的近红外II区(1000-1700 nm)荧光团及其用于非辐射、高分辨率、低自发荧光的体内成像的工作。然而,大多数NIR II荧光团尤其是无机纳米探针都主要在肝和脾等网状内皮系统(RES)中富集,这也会导致长期的安全问题。武汉大学喻爱喜教授斯坦福大学程震教授合作报道了一种可代谢的镧系纳米颗粒RENPs@Lips,并将其用于近红外II区的生物医学成像和手术导航。

 

在被静脉给药后,超过90%的RENPs@Lips可在注射后72小时内通过肝胆系统排出。RENPs@Lips的血液半衰期为(T1/2)17.96分钟,可用于对血管疾病(动脉血栓形成、缺血和肿瘤血管生成)的血流动力学以及急性缺血时的血液灌注进行监测。实验结果表明,得益于NIR-II成像的作用,RENPs@Lips在识别术中原位肿瘤血管和栓塞手术时也具有很好的性能,并且在对荷瘤小鼠进行前哨淋巴结活检(SLNB)时也具有良好的信号背景比(SBR)。

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Daifeng Li, Aixi Yu, Zhen Cheng. et al. Excretable Lanthanide Nanoparticle for Biomedical Imaging and Surgical Navigation in the Second Near-Infrared Window. Advanced Science. 2019

DOI: 10.1002/advs.201902042

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.201902042

 

3. Small:纳米反应器可同时增加肿瘤氧合和131I的递送以增强放射性核素治疗

目前,放射性核素在治疗实体肿瘤时往往难以达到理想的治疗效果,这是由于对肿瘤进行放射性核素的靶向递送效率不足和肿瘤乏氧的微环境造成的。苏州大学杨凯教授冯良珠教授合作,通过戊二醛介导的交联构建了人血清白蛋白(HSA)和过氧化氢酶(CAT)分子组成的、具有良好生物相容性的蛋白纳米反应器HSA-CAT。

 

HSA-CAT纳米反应器(NRs)在催化H2O2分解和有效标记治疗性放射性核素131I方面都具有良好的性能。实验发现,将HSA-CAT NRs静脉注射到荷瘤小鼠体内后,在荧光成像系统和伽玛相机下可以观察到其在肿瘤处有高效的被动靶向富集。而在肿瘤中积聚的HSA-CAT NRs可通过将肿瘤内源性H2O2分解为氧气而显著缓解肿瘤的乏氧进而提高131I的治疗效果。

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Jiawen Chen, Kai Yang, Liangzhu Feng. et al. Hybrid Protein Nano-Reactors Enable Simultaneous Increments of Tumor Oxygenation and Iodine-131 Delivery for Enhanced Radionuclide Therapy. Small. 2019

DOI: 10.1002/smll.201903628

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201903628

 

4. Chem. Soc. Rev.:局部生物材料可辅助癌症免疫治疗并引发全身抗肿瘤响应

通过刺激患者自身的免疫系统来攻击癌细胞的癌症免疫治疗在临床实验中具有良好的治疗效果,但是诸如有限的临床响应率和自体免疫相关的不良反应等关键问题仍有待解决。近年来,人们发现利用生物材料进行辅助的局部治疗方法,包括局部放疗、化疗或光疗等都可以通过诱导免疫原性细胞死亡(ICD)来刺激免疫系统。而将局部治疗后所引发的肿瘤特异性免疫反应和免疫检查点阻断(ICB)治疗相结合,可以攻击全身扩散的转移性癌细胞,进而产生免疫记忆以抑制肿瘤复发。

 

因此,利用生物材料进行局部的免疫调节治疗也被证明是改善治疗响应和减少癌症免疫治疗副作用的一种有效策略。苏州大学陈倩教授刘庄教授合作,对利用生物材料进行辅助局部治疗并增强抗癌免疫的最新进展、面临的挑战和未来机遇进行了综述总结;并讨论了这一领域发展前景以及临床转化的可能性。

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Qian Chen, Zhuang Liu. et al. Local biomaterials-assisted cancer immunotherapy to trigger systemic antitumor responses. Chemical Society Reviews. 2019

DOI:10.1039/C9CS00271E

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/cs/c9cs00271e#!divAbstract

 

5. Angew:以上转换发光为燃料的DNA -偶氮苯纳米泵用于细胞内药物可控释放

刺激响应型药物释放在肿瘤的精准治疗应用中具有重要意义。南京大学刘颖教授鞠熀先教授合作设计了一种用于快速高效释药的DNA-偶氮纳米泵。该纳米泵是通过将偶氮功能化的DNA链组装在上转换纳米颗粒(UCNPs)上而构建的,而阿霉素(DOX)在特定DNA螺旋中会选择性嵌入进而可以实现高效的负载。

 

在近红外光照射下,UCNPs可同时发射出紫外光和可见光光子来为偶氮苯的连续光异构化提供能量。而偶氮苯的连续光异构化过程就像一个叶轮泵,可触发环状DNA的杂交和去杂交,从而实现可控的DOX释放。实验通过在该系统上组装HIV-1 TAT肽和透明质酸,可以实现对癌细胞核进行靶向递送DOX并使其在核周聚集,有效增强抗癌治疗。

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Yue Zhang, Ying Liu, Huangxian Ju. et al. A DNA-Azobenzene Nanopump Fueled by Upconversion Luminance for Controllable Intracellular Drug Release. Angewandte Chemie International Edition. 2019

DOI: 10.1002/anie.201909870

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201909870

 

6. Small:基于ZIF的药物递送系统用于对眼内炎进行化学-光动力协同治疗

眼内炎是由致病菌感染引起的,是使用眼科生物材料或手术后一种常见的并发症。吉林大学杨英威教授温州医科大学瞿佳教授王佰亮教授合作构建了对pH响应的ZIF-8-PAA材料,并将其用于对治疗细菌感染的广谱光敏剂甲基苯铵蓝(MB)进行靶向递送给药。其中,加入的聚丙烯酸(PAA)可以使其获得更好的pH响应性和载药能力。实验进一步利用AgNO3/多巴胺对负载MB的ZIF-8-PAA纳米颗粒进行原位修饰后可将AgNO3还原为银纳米颗粒(AgNPs),然后利用万古霉素/NH2-聚乙二醇(Van/NH2-PEG)对其进行二次修饰,进而形成复合纳米材料ZIF-8-PAA-MB@AgNPs@Van-PEG。

 

研究也对该复合材料的合成,载药和释放性能以及相关的材料特性进行了充分研究。体外抗菌实验表明,PDT/AgNPs在抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等菌种时的效果都显著优于单一的治疗模式。体外视网膜色素上皮细胞的生物相容性实验和体内小鼠眼内炎模型也均验证了该复合纳米材料具有很好的生物相容性和抗菌作用。

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Hao Chen, Jia Qu, Ying-Wei Yang, Bailiang Wang. et al. Synergistic Chemotherapy and Photodynamic Therapy of Endophthalmitis Mediated by Zeolitic Imidazolate Framework-Based Drug Delivery Systems. Small. 2019

DOI: 10.1002/smll.201903880

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201903880

 

7. AM综述:铁死亡用于癌症治疗的研究进展

铁死亡是一种新发现的调节细胞死亡的形式,它与细胞的新陈代谢、氧化还原状态以及人类健康密切相关。已有的研究表明,触发诱导铁死亡在治疗癌症特别是治疗对传统疗法有耐药性的恶性肿瘤时具有很好的效果。近年来,人们也做了大量的工作来设计和开发基于铁死亡效应的抗癌药物。

 

香港城市大学杨梦苏教授南京工业大学董晓臣教授合作对用于诱导铁死亡的试剂进行了综述介绍;首先说明了铁死亡的机制基础并强调了通过触发铁死亡治疗癌症的可行性和特点;随后综述了近年来关于诱导铁死亡的试剂(包括小分子和纳米材料)的设计、作用机制和抗癌应用等方面的研究进展;最后重点介绍了近年来国内外研究人员对对诱导铁死亡的试剂的一些思考以及该新兴领域所面临的挑战和未来的发展方向。

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Chen Liang, Mengsu Yang, Xiaochen Dong. et al. Recent Progress in Ferroptosis Inducers for Cancer Therapy. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201904197

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904197

 

8. Angew:氧化石墨烯修饰的镧系纳米探针用于靶向肿瘤的可见/NIR II发光成像

镧掺杂的纳米晶体(Ln3+-NCs)在用于对活细胞和深部组织进行发光成像时具有很好的应用前景。然而,制备亲水性和具有分子识别能力的Ln3+-NCs在目前仍是一个不小的难题。福州大学杨黄浩教授中科院福建物构所陈学元研究员合作,通过在氧化石墨烯(NCs@GO)中封装Ln3+-NCs来解决这一问题。

 

实验所制备的单分散NCs@GO可以将NCs具有的可见/ NIR-II发光与氧化石墨烯独特的表面性质和生物医学功能相结合。这种二元纳米结构不仅具有广泛的溶剂分散性、高效的细胞摄取性和良好的生物相容性,而且可以被各种试剂进行进一步的修饰,如DNA、蛋白质和纳米颗粒等。实验结果表明,NCs@GO能够同时实现细胞内示踪和microRNA-21的可视化以及在1525 nm激光下的高敏感体内肿瘤靶向NIR-II成像。

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Xiaorong Song, Huanghao Yang, Xueyuan Chen. et al. Graphene Oxide Modified Lanthanide Nanoprobes for TumorTargeted Visible/NIR-II Luminescence Imaging. Angewandte Chemie International Edition. 2019

DOI: 10.1002/anie.201909416

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201909416

 

9. Adv. Sci.:阴性CT造影剂用于诊断恶性骨肉瘤

目前的阳性CT造影剂(PCTCAs)都具有很高CT密度值(CT- dv),但是它们对于某些高CT-DV的疾病如骨肉瘤就不能准确地诊断。因为骨肉瘤周围的骨和PCTCAs会发生类似的x射线衰减。复旦大学姚振威教授南京医科大学方向明教授华东师范大学步文博教授合作提出了一种阴性的CT造影剂(NCTCAs)来减少骨肉瘤的CT- dv,进而可以实现对骨肉瘤的准确检测。

 

实验合成了一中负载氨硼烷分子并经聚乙二醇修饰的中空介孔二氧化硅纳米颗粒,并将其作为诊断骨肉瘤的NCTCAs。该纳米复合材料可通过对骨原性肉瘤的酸性微环境做出响应,进而在骨原性肉瘤区域原位产生H2并导致骨原性肉瘤的CT密度降低近20倍。因此骨与骨肉瘤之间会形成很大的CT密度对比,进而成功实现对骨肉瘤的准确诊断。这一研究所开发的NCTCAs极大地拓展了CT的应用范围,也为改善对疾病的准确诊断、治疗和预后提供了有力的帮助。

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Xianfu Meng, Xiangming Fang, Zhenwei Yao, Wenbo Bu. et al. Negative CT Contrast Agents for the Diagnosis of Malignant Osteosarcoma. Advanced Science. 2019

DOI: 10.1002/advs.201901214

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201901214

 

10. Angew:DNA标记的抗体对细胞进行蛋白质特异性、多色和3D的STED成像

超分辨STED成像技术对于促进和推动对细胞生物学的发展大有帮助。而作为一种使用高强度激发光的荧光显微成像模式,荧光标记的光漂白是STED成像所面临的一个主要难题,并且其信噪比和空间分辨率也都会受到影响,从而限制了从成像结果中所提取的信息量。

 

欧洲分子生物学实验室Marko Lampe博士德国法兰克福歌德大学Christoph SpahnMike Heilemann教授合作利用荧光标记的短寡核苷酸来进行共聚焦和STED成像,它们可以在瞬间与蛋白特异性抗体上的互补寡核苷酸相结合。实验结果表明,在该基于DNA的STED成像系统中,荧光标记会发生持续交换,从而可以有效地避免共价标记所产生的光漂白,非常适用于对整个细胞进行靶向的双色STED成像。

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Christoph Spahn, Marko Lampe, Mike Heilemann. et al. Protein-specific, multi-color and 3D STED imaging in cells with DNA-labeled antibodies. Angewandte Chemie International Edition. 2019

DOI: 10.1002/anie.201910115

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201910115

 

11. Angew:Mo2C衍生的多金属氧酸盐用于肿瘤诊疗

为了克服目前化学动力学治疗(CDT)所存在的一些局限性,南京工业大学宋雪娇博士董晓臣教授合作制备了一种Mo2C衍生的多氧金属酸盐(POM),并将其作为一种可以协同进行化学动力学-NIR II光热治疗的新型CDT试剂。研究发现,POM可以在酸性的肿瘤微环境(TME)中聚集,因此能够实现特异性地肿瘤靶向。而它除了能通过Russell机制产生单线态氧(1O2)外,还可依靠出色的光热转换性能来增强其CDT效应从而提供更好的肿瘤治疗效果。同时POM还可以通过NIR-II光声成像对肿瘤进行诊断并对治疗进行优化。得益于钼具有的可逆的氧化还原特性,该POM纳米颗粒可以从抗氧化防御系统中逃逸从而实现持续的治疗以完全治疗肿瘤,并且毒副作用也非常低。

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Gongyuan Liu, Xuejiao Song, Xiaochen Dong. et al. Mo2C-Derived Polyoxometalate for NIR-II Photoacoustic Imaging-Guided Chemodynamic/Photothermal Synergistic Therapy. Angewandte Chemie International Edition. 2019

DOI: 10.1002/anie.201910815

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201910815

 

12. AFM:可生物降解的荧光纳米颗粒用于内镜下检测结直肠癌

结肠发育不全是结直肠腺癌最重要的临床前病变。而在内镜下对结肠发育不全进行早期、综合的检测也能为及时预防结直肠腺癌恶变提供有效帮助。密歇根州立大学Christopher H. Contag教授斯坦福大学医学院Sanjiv S. Gambhir教授Stefan Harmsen博士合作制备了一种可生物降解的近红外荧光二氧化硅纳米颗粒(FSN),该纳米颗粒可通过荧光辅助的白光结肠镜对啮齿类动物和人类的结直肠癌变进行检测。

 

实验结果表明,FSNs是生物可降解的(t1/2为2.7周)且耐受性良好,可对小至0.5 mm2的腺瘤进行检测。实验在APC1311/+猪模型上证实了利用视频率荧光辅助的白光内镜可在FSNs指导下对结直肠腺瘤进行检测。这一研究工作也为实现结肠直肠癌的早期检测和高危患者的预防提供了新的帮助。

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Stephan Rogalla, Christopher H. Contag, Sanjiv S. Gambhir, Stefan Harmsen. et al. Biodegradable Fluorescent Nanoparticles for Endoscopic

Detection of Colorectal Carcinogenesis. Advanced Functional Materials. 2019

DOI: 10.1002/adfm.201904992

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201904992

 

13. Angew:可肾清除的双光探针用于对造影剂所致的急性肾损伤进行实时成像

造影剂所致的急性肾损伤(CIAKI)是一种医学并发症,其具体表现为患者在使用造影剂后肾功能迅速恶化。而由于目前对CIAKI进行的诊断通常依赖于在体外检测晚期的血液或尿液中的生物标志物,因此这种诊断方式往往不够实时和敏感。新加坡南洋理工大学浦侃裔教授团队合成了一种用于对CIAKI进行体内实时成像的可激活双光探针(ADR)。

 

ADR具有化学发光和近红外荧光(NIRF)两种信号通道,可以分别被氧化应激(超氧化物阴离子,O2•-)和溶酶体损伤(NAG)激活。由于ADR具有较高的肾脏清除效率,它可以在出现肾小球滤过率(GFR)显著降低和CIAKI组织损伤之前对活体小鼠肾脏中的O2•-和NAG的升高状况进行检测。这种机制也使得ADR的检测效果要优于目前的临床检测方法,因此这一工作也为在分子水平上对肾功能进行实时的无创监测提供了新的策略。

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Jiaguo Huang, Kanyi Pu. et al. Renal-Clearable Duplex Optical Reporter for Real-time Imaging of Contrast-induced Acute Kidney Injury. Angewandte Chemie International Edition. 2019

DOI: 10.1002/anie.201910137

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201910137

 

14. Small综述:对远程光响应的纳米载体用于可控的药物递送

开发智能的光活化纳米材料并将其作为靶向药物递送系统(DDS)是目前研究的一大热点。一般来说,开发理想的光激发DDS通常依赖于光分解、光异构化、光交联或光还原等过程,而这些过程往往对紫外光(UV)或可见光(Vis)很敏感。考虑到这些高能量光子存在组织穿透性差和光毒性高的问题,因此开发可对低能量光子辐射特别是对近红外(NIR)波段的光做出响应的纳米载体是目前研究的重点,而近红外光致药物释放则通常是通过双光子吸收和光子上转换等过程来实现的。

 

青岛科技大学孙靖江教授昆士兰大学张润博士合作综述了近年来对用于药物控释的光响应纳米平台的研究进展,包括对光响应的小分子及聚合物、对紫外和可见光响应的纳米载体以及对近红外光响应的纳米载体等;还介绍了双光子激发和上转换发光技术在近红外光控药物递送过程中的应用;最后也阐述了这一领域所面临的挑战和未来的发展方向。

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Wei Zhao, Jingjiang Sun, Run Zhang. et al. Remote Light-Responsive Nanocarriers for Controlled Drug Delivery: Advances and Perspectives. Small. 2019

DOI: 10.1002/smll.201903060

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201903060

 

15. ACS Nano:负载Toll样受体7/8激动剂的纳米乳可增强癌症免疫治疗

目前癌症免疫治疗的低疗效与非免疫原性和免疫抑制性肿瘤微环境有关。而为了克服这些弊端,抗肿瘤淋巴细胞的免疫启动和TMEs中免疫抑制因子的重新编程都是必要的。成均馆大学Yong Taik Lim教授团队提出了一种基于纳米乳(NE)的免疫治疗平台,它不仅可以调节肿瘤微环境,还可以诱导产生细胞介导的免疫响应。

 

该多功能NE (TLR7/8a)是由作为递送系统的NEs和用于免疫调节的小分子toll样受体7/8激动剂整合而成的。实验利用原位黑色素瘤和宫颈肿瘤模型证明了带有肿瘤抗原佐剂的NE (TLR7/8a)可以募集并激活先天免疫细胞,诱导产生淋巴细胞的浸润和肿瘤相关M2巨噬细胞极化,进而抑制肿瘤的生长和长和复发。

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Sun-Young Kim, Yong Taik Lim. et al. Lyophilizable and Multifaceted Toll-like Receptor 7/8 Agonist-Loaded Nanoemulsion for the Reprogramming of Tumor Microenvironments and Enhanced Cancer Immunotherapy. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b04207

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b04207

 

16. JACS:AIE材料的构效关系评价及其识别和杀灭革兰氏阳性菌的应用

细菌性传染病特别是革兰氏阳性菌引起的传染病正严重威胁着人类的健康。香港科技大学唐本忠院士深圳大学王东博士王雷教授合作设计并成功开发了一系列AIE发光体材料 (AIEgens)。构效关系评价结果表明,具有正电荷和适当ClogP值的AIEgens能够对革兰氏阳性菌进行识别。

 

其中,由于一种AIEgens (TTPy)的单重态和三重态之间的能量差较小,因此它可以在白光的照射下非常高效地生成活性氧(ROS)。由于TTPy具有近红外发光、可特异性识别革兰氏阳性菌以及高效的ROS生成效率等优点,因此它在体外可以选择性地通过光动力作用杀灭革兰氏阳性菌如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌等,并且在治疗金黄色葡萄球菌感染的大鼠伤口时也有很好的效果。

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Miaomiao Kang, Chengcheng Zhou, Dong Wang, Lei Wang, Ben Zhong Tang. et al. Evaluation of Structure−Function Relationships of AggregationInduced Emission Luminogens for Simultaneous Dual Applications of Specific Discrimination and Efficient Photodynamic Killing of Gram-Positive Bacteria. Journal of the American Chemical Society. 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b07162

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b07162

 

17. ACS Nano:可口服的治疗性纳米颗粒用于治疗寨卡病毒

寨卡病毒(ZIKV)在过去三年里给多个国家的公共卫生安全造成了严重的威胁。伊维菌素(IVM)是一种可以有效预防寨卡病毒传播的药物,但是它在有水的情况下是不稳定的,因此无法在人体血液中保持足够的浓度来有效地治疗ZIKV。迈阿密大学Shanta Dhar团队开发并优化一种可口服的IVM纳米制剂,这种制剂可以在血液中循环很长时间,从而实现高效的给药和治疗。

 

实验对合成IVM的配方进行了优化,使其在被口服后能够穿过肠上皮屏障进入血流。研究结果证明,利用合成的纳米颗粒(NP)进行递送可以使得IVM在血液中以更高的浓度积累,并且被递送的IVM也具有靶向ZIKV非结构蛋白的能力。此外,初步的体外研究证明,IVM可以穿过胎盘屏障,因此它对怀孕的ZIKV患者来说是不安全的,而负载IVM的纳米颗粒则无法通过胎盘屏障,从而表明它也适合用于治疗怀孕的ZIKV患者。综上所述,这一工作通过开发更安全有效的可口服治疗性纳米颗粒来治疗寨卡病毒感染,也为填补这一疾病的临床治疗缺口提供了新的方法。

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Bapurao Surnar, Shanta Dhar. et al. Orally Administrable Therapeutic Synthetic Nanoparticle for Zika Virus. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b02807

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b02807

 

18. Nano Lett.:全活性MOF触发铁死亡机制助力光动力抗肿瘤治疗

纳米光动力治疗(PDT)是一种很有吸引力的抗肿瘤方式,诱导产生细胞凋亡则是其主要的治疗机制。天津大学赵燕军教授团队制备了一个含有二硫化物的全活性MOF纳米载体,并利用其对光敏剂Ce6进行封装。无论光照射与否,负载Ce6的纳米载体都会在小鼠乳腺癌细胞(4T1)中通过二硫-巯基交换反应去消耗细胞内的谷胱甘肽(GSH)。

 

而GSH的消耗会导致谷胱甘肽过氧化物酶4 (GPX4)失活,同时增强铁死亡作用的细胞毒性。实验在4T1荷瘤小鼠模型中对该纳米材料抑制肿瘤生长的体内抗肿瘤效果进行了充分的证实。并且,实验也证明了在引入铁螯合物后会使得纳米材料的抗肿瘤能力减弱,而这是由于GPX4活性恢复所导致的。

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Xuan Meng, Yanjun Zhao. et al. Triggered All-Active Metal Organic Framework: Ferroptosis Machinery Contributes to the Apoptotic Photodynamic Antitumor Therapy. Nano Letters. 2019

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b02904

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b02904

 

19. ACS Nano:双模态成像指导的对小鼠脑卒中间充质干细胞进行精确示踪

对移植的干细胞进行无创、精确的示踪对于监测干细胞的去向及其在体内的命运来说非常重要,并且这也与干细胞的治疗效果密切相关。韩国科学技术研究院Kwangmeyung Kim东国大学Dong-Eog Kim教授合作开发了一种偶联有双环[6.1.0]壬炔(BCN)的乙二醇壳聚糖纳米颗粒(BCN- NPs),并将其作为递送双模态干细胞成像探针的系统。实验将近红外荧光(NIRF)染料Cy5.5偶联到BCN-NPs上,然后将油酸包覆的超顺磁性氧化铁纳米颗粒(OA-Fe3O4 NPs)封装到BCN-NPs中得到BCN-dual-NPs。

 

为了对人脂肪源间充质干细胞(hMSCs)进行生物正交标记,实验首先对hMSCs进行处理使其表面具有叠氮(N3)基团,随后在体外将BCN-dual-NPs利用生物正交点击化学方法成功地标记在细胞表面。这种对hMSCs进行生物正交标记的方法可以大大提高细胞标记的效率、安全性和成像灵敏度。实验在小鼠中风模型上采用双模态成像技术对生物正交标记的hMSCs进行了精确示踪,结果发现使用NIRF/T2 加权磁共振(MR)双模态成像可以对移植hMSCs进行长达14天的精确示踪。

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Seungho Lim, Hong Yeol Yoon, Dong-Eog Kim, Kwangmeyung Kim. et al. Dual-Modal Imaging-Guided Precise Tracking of Bioorthogonally Labeled Mesenchymal Stem Cells in Mouse Brain Stroke. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b02173

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b02173

 

20. Nano Lett.:对超声响应的微泡可转化为纳米颗粒用于体内无背景的光声成像

基于光子-超声转换的光声(PA)成像技术可以实现高空间分辨率的深部组织光学成像。然而,生物分子如血红蛋白、黑色素等固有的光学吸收会在体内PA成像过程中以组织背景信号的形式出现,从而干扰造影剂发出的信号并影响成像的灵敏度。苏州大学刘庄教授团队设计了一种对超声(US)响应的、含有金纳米颗粒的微泡(Au@lip MBs),并将其用于体内无背景的PA成像。

 

在近红外(NIR)光激发下,Au@lip MBs会产生较低的PA信号;而当暴露于US脉冲下后,Au@lip MBs会爆炸形成Au@lip NPs,由于其具有红移的表面等离激元共振效应,这些NPs会表现出明显增强的近红外PA信号。因此,将US激发前捕获的PA图像与激发后捕获的PA图像相减,可以得到组织背景PA信号,从而实现高灵敏度的无背景PA成像。这一工作通过提出一种简单而有效的在PA成像中扣除背景信号策略,为实现在强背景组织中进行靶向PA的准确检测提供了新的方法。

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Zhouqi Meng, Zhuang Liu. et al. Ultrasound-Responsive Conversion of Microbubbles to Nanoparticles to Enable Background-Free in Vivo Photoacoustic Imaging. Nano Letters. 2019

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b03331

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b03331

 

21. Adv. Sci.综述:基于智能化H2S触发的治疗系统(SHTS)及其纳米医学应用

硫化氢(H2S)在许多生物过程中起着至关重要的作用。对H2S 进行特异性的检测和监测的对于多种疾病如癌症的治疗来说也十分关键。近年来,人们也开始致力于开发新型的智能化H2S触发的治疗系统(SHTS),并将其用于可被H2S激活的传感、成像和治疗等领域。

 

威斯康星大学麦迪逊分校Dalong Ni博士蔡伟波教授合作对最新的SHTS基纳米材料进行了详细的综述和讨论;介绍了利用内源性H2S进行触发或通过递送外源性H2S以介导产生治疗效果的相关策略;最后也概述了设计和开发SHTS基纳米材料所面临的挑战和一些关键性问题。

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Weiyu Chen, Dalong Ni, Weibo Cai. et al. Smart H2S-Triggered/Therapeutic System (SHTS)-Based Nanomedicine. Advanced Science. 2019

DOI: 10.1002/advs.201901724

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.201901724

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