纳米生物医学周刊丨0120-0209
纳米人 纳米人 2020-02-11

1. Theranostics聚乙二醇化胆红素包覆的氧化铁纳米颗粒用于全血ROS检测

由超顺磁性氧化铁纳米颗粒(SPIONs)的进行的磁共振“开关” (MRSw)已被用于检测多种生物标志物。然而,基于磁共振成像的活性氧(ROS)生物传感还未被报道。韩国科学技术院Sangyong Jon构建了一种基于聚乙二醇化胆红素(PEG-BR)包覆的SPIONs (PEG-BR@SPIONs),并将其作为检测ROS的生物传感器。此外,实验也将近红外(NIR)荧光染料负载到PEG-BR@SPIONs上以实现基于荧光的ROS检测。

 

研究发现,PEG-BR@SPIONs在生理条件下具有较高的胶体稳定性,当其在体外暴露于NaOCl(ROS)下时会发生聚集,导致T2加权的MR图像的信号强度下降。并且脂多糖(LPS)激活的巨噬细胞会对ROS敏感的PEG-BR@SPIONs摄取更多,程度也远远大于对ROS无响应的对照纳米颗粒PEG-DSPE@SPIONs。在模拟脓毒症的临床环境中,PEG-BR@SPIONs能够通过T2 MR信号的明显变化和荧光的启动信号来对全血样本中ROS浓度金属直接检测。因此PEG-BR@SPIONs可作为一种新型的双模态生物传感器来检测ROS,进而诊断许多与ROS过度产生相关的疾病。


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Dong Yun Lee, Dong YunLee. et al. PEGylated Bilirubin-coated Iron Oxide Nanoparticles as a Biosensorfor Magnetic Relaxation Switching-based

ROS Detection in WholeBlood. Theranostics. 2020

DOI: 10.7150/thno.39662

https://www.thno.org/v10p1997.htm

 

2. Theranostics对谷胱甘肽响应的二硫双氰胺分解用于低背景信号的肿瘤成像

近红外(NIR)荧光成像技术已被证明是一种用于识别肿瘤术中边界和区分肿瘤细胞与健康组织的有效手段。然而,传统荧光探针往往具有背景信号高和特异性差等缺点。北京大学戴志飞教授合成了一种对谷胱甘肽(GSH)响应的双硫键双氰胺染料ss-diCy5和ss-diNH800CW。该合染料的荧光信号在正常的生理条件下会被淬灭,但一旦到达肿瘤部位,这些染料的强烈荧光信号就会恢复。这是由于在高GSH浓度的肿瘤微环境中的二硫键的裂解所导致的。

 

此外,实验也利用紫外-可见和荧光光谱法对这些染料的GSH响应行为进行了监测,并在细胞和动物水平对该染料的诊断准确性进行了测试。结果表明,二硫双氰胺染料的荧光信号强度比单氰胺染料高89%,并且荧光背景也非常低。当二硫双氰胺染料到达肿瘤部位时,GSH会将其裂解成两种具有高荧光强度的单体染料,它们在被激发后产生强烈的荧光信号。该染料在与GSH溶液进行相互作用后的荧光信号增强可达27倍。体内异种移植肿瘤模型的研究结果进一步表明,该染料的荧光信号确实可以在实体瘤中实现快速恢复。因此该二硫双氰胺染料也为在肿瘤实现特异性激活的荧光成像提供了一个新型的有效平台。


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Shanyan Mo, XiaotingZhang, Sadaf Hameed, Zhifei Dai. et al. Glutathione-responsive disassembly ofdisulfide dicyanine for tumor imaging with reduction in background signalintensity. Theranostics. 2020

DOI: 10.7150/thno.39673

https://www.thno.org/v10p2130.htm

 

3. Anal. Chem.富勒烯修饰的金纳米粒子用于电化学发光检测蛋白质

南京医科大学杨笛教授北京大学邵元华教授合作构建了一种富勒烯修饰的金纳米粒子fullerenols@AuNPs,并发现富勒烯能够增强鲁米诺与过氧化氢系统,的电化学发光信号(ECL)。实验将制备的fullerenols@AuNPs作为一种无标记的免疫传感器用于检测人类心脏病生物标志物心肌肌钙蛋白I(cTnI)。

 

随后,实验也利用原位反应构建了铜粒子包覆的fullerenols@AuNPs,并以其为基础开发了一种新型的电化学剥离化学发光(ESCL)方法用于开发检测cTnI和免疫球蛋白,该方法的敏感度比之前的策略要高20倍左右。在ESCL检测过程中,Cu2+会从Cu@fullerenols@AuNPs中被剥离进而使得ECL信号显著增加。同时由于fullerenols@AuNPs和Cu2+具有良好的导电性,可以促进H2O2的分解以生成活性氧(ROSs),从而加速ECL过程。研究结果表明,该实验开发的两种免疫传感器对cTnI和IgG均具有很高的检测敏感性和选择性。


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Yifan Dong, Di Yang,Yuanhua Shao. et al. Electrochemiluminescent Detection of Proteins Based onFullerenols Modified Gold Nanoparticles and Triple Amplification Approaches.Analytical Chemistry. 2020

DOI:10.1021/acs.analchem.9b04087

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b04087

 

4. Theranostics红细胞膜包裹的铁矿化酶用于体内自激活级联反应以治疗肿瘤

暨南大学戴箭副研究员林宏生教授薛巍教授合作构建了一种仿生酶级联递送纳米系统,即利用肿瘤靶向的红细胞膜(EM)包裹铁矿化的葡萄糖氧化酶GOx-Fe0@EM-A,它可通过在体内进行自激活级联反应以在肿瘤部位产生足够的高毒性•OH,从而增强抗癌效果。实验将超小的Fe0纳米颗粒(Fe0NP)固定在葡萄糖氧化酶(GOx)的内部形成铁矿化的葡萄糖氧化酶(GOx-Fe0)。并随后利用红细胞膜对GOx-Fe0进行包裹,使其可以有效地在肿瘤部位积聚。

 

结果表明,GOx-Fe0@EM-A具有良好的生物相容性和光触发释放的效率,其中的红细胞膜不仅能延长血液循环,而且能保护体内的GOx-Fe0酶活性。在利用近红外光对肿瘤部位进行照射后,ICG产生的光热效应会破环GOx-Fe0@EM-A的红细胞膜,实现超小纳米尺寸GOx-Fe0的光驱动释放并深度地穿透肿瘤。随后GOx-Fe0会在体内发生自激活级联反应,在肿瘤部位产生•OH进而有效地治疗肿瘤。


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Wen Liu, Hongsheng Lin, Jian Dai, Wei Xue. et al. Self-activated in vivotherapeutic cascade of erythrocyte membrane-cloaked iron-mineralized enzymes.Theranostics. 2020

DOI: 10.7150/thno.39621

https://www.thno.org/v10p2201.htm

 

5. Theranostics基于AIE分子和半导体聚合物的纳米鸡尾酒策略用于光学诊疗

基于半导体聚合物(SPs)的双重光热疗法(PTT)具有较高的光热转换效率,因此其治疗效果也优于单一PTT模式。然而,大多数的双重PTT需要使用两个激光器来产生热量,这也给实验操作带来了不便和限制。中国地质大学娄筱叮教授构建了一种可以被单一808nm激光激活的、具有成像指导的双重光热性能的纳米鸡尾酒材料(DTPR),并将其用于优化癌症治疗。

 

实验采用马来酰亚胺端基两亲性聚合物(DSPE-PEG2000-Mal, D)对AIE分子 (TPA-BDTO, T)和SPs (PDPPP, P)进行共包封,然后通过点击反应将靶向配体(RGD, R)与其偶联,构建了双重PTT纳米鸡尾酒材(DTPR)。结果表明,当DTPR被808nm激光照射后,它会通过T与P之间的荧光共振能量转移(FRET)将T的近红外荧光部分转化为热能,并与光热材料P本身产生的热能进行耦合,实现成像指导的双重PTT。该DTPR的的双重PTT的光热转换效率可达60.3%,远远高于单一PTT的31.5%,因此其在808 nm激光照射下也具有更好的体内外光热治疗效果。


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Zi Long, Jun Dai, Xiaoding Lou. et al.Nanococktail Based on AIEgens and Semiconducting Polymers:A Single Laser Excited Image-Guided Dual

Photothermal Therapy. Theranostics. 2020

DOI: 10.7150/thno.41317

https://www.thno.org/v10p2260.htm

 

6. Angew不对称反向波拉两亲性分子用于对细胞敏感的水凝胶降解和药物释放

肽基单元是超分子纳米结构自组装过程中的一类重要的生物材料,具有强大的机械性能和很好的抗过早降解能力。然而,其在发生聚集时,由于大分子蛋白与肽底物的接触有限,底物与酶的相互作用常常会受到影响,这也使得其对生物分子的响应性大大降低。

 

约翰霍普金斯大学崔洪刚教授制备了一种非对称反向的波拉两亲性分子(RBA),其丝状组装体的表面会和基质金属蛋白酶(MMP)的底物相作用。在加入MMP-2后,这些丝状体会在重新组装成球形胶束之前迅速断裂成碎片。实验也利用3D细胞培养证明了该分子的药物释放行为与细胞密度是相关的,因此其在更多的癌细胞环境下也会更有效地杀死癌细胞。综上所述,这一研究充分阐明了RBA超分子组装体对酶表达细胞具有特异性的响应,因此也有望作为一种实现局部化疗的细胞响应型“治疗仓库”。


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Rami W Chakroun, Honggang Cui. et al. Supramolecular Design ofUnsymmetric Reverse Bolaamphiphiles for Cell-Sensitive Hydrogel Degradation andDrug Release. Angewandte Chemie International Edition. 2020

DOI: 10.1002/anie.201913087

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201913087

 

7. ACS Nano氧化石墨烯-磁性纳米环介导的磁热动力学治疗用于肿瘤治疗

为了克服目前磁热疗法存在的弊端,西北大学樊海明教授将磁热效应与活性氧相关的免疫效应相结合,设计了一种利用磁热动力学(MTD)治疗策略用于对抗癌症。实验开发了一种铁磁涡流域氧化铁纳米环-氧化石墨烯 (FVIOs-GO)复合纳米颗粒,并将其作为一种高效的磁热动力学(MTD)治疗试剂。

 

这种FVIOs-GO纳米平台具有很高的热转换效率,并可在交变磁场(AMF)下产生大量的ROS。体外和体内实验结果表明,该材料在乏氧的肿瘤微环境和40℃以下的生理耐受温度下会增强的活性氧生成,而这也是引发强烈的免疫反应的主要因素。由于磁热效应的双重作用和ROS引发的免疫响应,该材料在体内可以实现很好的治疗效果。


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Xiaoli Liu, Bin Yan,Haiming Fan. et al. Graphene Oxide-Grafted Magnetic Nanorings MediatedMagnetothermodynamic Therapy Favoring Reactive Oxygen Species-Related ImmuneResponse for Enhanced Antitumor Efficacy. ACS Nano. 2020

DOI:10.1021/acsnano.9b08320

http://pubs.acs.org/doi/doi/10.1021/acsnano.9b08320

 

8. Theranostics综述:细胞外囊泡作为液体活检诊断前列腺癌的生物标志物

前列腺癌(PCa)是引发西方国家男性患癌死亡的主要原因之一。目前,前列腺癌诊断的黄金标准(活检针)往往不能真实反映分子结构,并且当前可用的血液检测生物标志物的准确性也有限,因此越来越需要开发新的诊断方法。液体活检是一种基于生物液体的微创方法,它可以为患者的治疗选择和预后咨询等方案的制定提供信息并提高诊断的准确性。细胞外囊泡(EVs)是由肿瘤细胞释放的、由脂质双分子层分隔的颗粒,它可以以非侵入性的方式提供整个肿瘤的实时信息。

 

EVs也可调节各种癌症的生理过程并介导其在全身进行扩散。新的研究表明,EVs在前列腺癌的发展和转移中也起着关键作用。EVs包含有蛋白质、mRNA、DNA片段、非编码RNA和脂质等成分,在细胞间的通讯过程中发挥着重要作用。因此,EVs也有望作为PCa诊断的液体生物标志物。新南威尔士大学Ying ZhuYong Li合作回顾了目前分离和分析EVs的重要方法,总结了近年来对PCa中的EVs蛋白生物标志物的研究进展;并重点介绍了基于液体生物组织的EVs生物标志物在个体化前列腺癌诊断中的应用。


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BairenPang, Ying Zhu, Yong Li. et al. Extracellular vesicles: the next generation ofbiomarkers for liquid biopsy-based prostate cancer diagnosis. Theranostics.2020

DOI:10.7150/thno.39486

https://www.thno.org/v10p2309.htm

 

9. Anal. Chem.金纳米颗粒聚合诱导的光热效应结合温度计用于生物传感

美国德州大学埃尔帕索分校XiuJun Li开发了一种简单、低成本、通用的金纳米粒子(Au NP)聚合诱导的光热生物传感平台,并将其用于可视化的遗传定量检测。实验利用靶分子诱导的金纳米颗粒聚集所产生的光热效应和温度计相结合即可对目视实现定量的生化分析。

 

与传统的基因检测方法相比,该方法无需标记和扩增,也无需任何先进的分析仪器,可以在40分钟内完成检测。实验以结核分枝杆菌(MTB) DNA为模型靶分子,对该光热生物传感平台的性能进行了验证,表明其具有很高的灵敏度和特异性,检测限(LOD)为0.28 nM,比利用分光计的比色法低了近10倍。因此,这种Au NPs聚合诱导的光热生物传感策略也为核酸和许多其他生物分子的可视化定量检测提供了一个新型的平台。


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WanZhou, Kaiqiang Hu, XiuJun Li. et al. Gold Nanoparticle Aggregation-InducedQuantitative Photothermal Biosensing Using a Thermometer: A Simple andUniversal Biosensing Platform. Analytical Chemistry. 2020

DOI:10.1021/acs.analchem.9b04996

http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b04996

 

10. JACS多肽纳米前药用于增强PD-L1免疫检查点阻断免疫治疗效果

利用单一药物进行的免疫检查点阻断治疗往往疗效有限,这也使得越来越多的研究人员致力于通过联合用药的方式进行治疗。国家纳米科学中心聂广军研究员李一叶研究员合作报道了一种靶向吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)的纳米抑制剂,它可以选择性地抑制肿瘤微环境中免疫抑制的IDO通路。

 

该抑制剂是由亲水性靶向分子(RGD)、两个可质子化的组氨酸和一个连接有酯键的疏水性IDO抑制剂组成,它具有对pH响应的解聚和酯催化的药物释放性能。实验结果表明,该抑制剂可以对肿瘤内IDO活性进行强而持久的抑制,这可极大地增强程序性细胞死亡配体1(PD-L1)在体内的治疗效果。


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XuexiangHan, Keman Cheng, Ying Xu, Guangjun Nie, Yiye Li. et al. Modularly DesignedPeptide Nanoprodrug Augments Antitumor Immunity of PD-L1 Checkpoint Blockade byTargeting Indoleamine 2,3-Dioxygenase. Journal of the American ChemicalSociety. 2020

DOI:10.1021/jacs.9b12232

http://pubs.acs.org/doi/doi/10.1021/jacs.9b12232

 

11. Anal. Chem.生物正交反应增强磁纳米颗粒的结合组装用于超灵敏磁共振传感

传统的横向弛豫时间(T2)介导的磁共振传感器(MRS)的灵敏度较低。近年来已有研究表明,基于靶分子诱导的MNPs数量变化的T2-MRS可以实现更高的灵敏度,但这些传感器往往很难用于小分子。华中农业大学陈翊平教授开发了一种利用级联生物正交反应(BRs)实现MNPs结合组装的超灵敏T2-MRS,它能够对小分子进行检测。

 

得益于快速、高选择性的级联BRs,单个小分子靶标不仅可以增加MNPs的结合,还可以增强MNPs的组装进而极大地放大T2信号,并可根据MNPs的状态和数量变化进行传感检测。实验利用该传感器对毒死蜱进行了检测,结果表明其线性检测范围为0.1 ng/mL-1000 ng/mL。实验也通过检测苹果和卷心菜样品中的毒死蜱对该传感器的实用性进行了充分证明,并表明该策略的准确性也高于酶联免疫吸附法。


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WenshuZheng, Lingwen Zeng, Yiping Chen. et al. Bioorthogonal Reactions AmplifyMagnetic Nanoparticles Binding and Assembly for Ultrasensitive MagneticResonance Sensing. Analytical Chemistry. 2020

DOI:10.1021/acs.analchem.9b05097

http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b05097

 

12. Anal. Chem.利用氢键增强AIE效应以在炎症和肝癌模型中检测次氯酸

次氯酸(HClO)是一种重要的活性氧,它在多种生理过程中都会产生,并且其水平的异常升高也与大量炎性疾病相关。中国科学院大学王雪飞副教授北京化工大学王卓教授合作开发了一种简单的、可溶于水的聚集诱导发光(AIE)探针用于检测HClO。实验合成了CH3O-TPE-Py+-N+(COTN)和OH-TPE-Py+-N+ (HOTN) (TPE)两种探针,它们可以通过Py+-N+基团的裂解来检测HClO,反应产物分别为CH3O-TPE-CHO (COT)和OH-TPE-CHO(HOT)。

 

实验结果表明,探针的疏水性会随着AIE的增强而发生改变。在检测过程中,HOTN的响应性能明显优于COTN,这是由于COTN和HOTN二者的化学结构略有不同。理论计算结果表明,氢键对于提高HClO的检测灵敏度具有重要作用。实验也在体外和体内炎症及肝癌模型上对该探针检测HClO的性能进行了充分评价。


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XiaominHan, Xuefei Wang, Zhuo Wang. et al. Enhancement of the Aggregation-InducedEmission by Hydrogen Bond for Visualizing Hypochlorous Acid in an InflammationModel and a Hepatocellular Carcinoma Model. Analytical Chemistry. 2020

DOI:10.1021/acs.analchem.9b05347

http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b05347

 

13. ACS Nano口服硫化银量子点以实现肠道快速摄取并靶向递送至肝内皮细胞

量子点(QDs)可用于生物成像和递送治疗试剂。悉尼大学Victoria C. Cogger教授证明了在口服给药QDs后,它可以被小肠快速吸收并将结合物靶向递送到肝窦内皮细胞(LSECs)或肝细胞。实验利用3H-油酸对QDs进行放射标记,并将其与荧光染料和14C-二甲双胍相结合。实验也比较了被甲醛处理的血清白蛋白(FSA)、明胶、肝素三种生物高分子材料包覆后的QDs的性能。结果表明,QDs通过小肠进入肠系膜静脉是由网格蛋白内吞作用和微胞饮作用所介导的。

 

口服剂量的QDs的60%会在30分钟内迅速分布到肝脏中,而被FSA聚合物包覆的QDs的这一比例则会增加到85%,并且LSECs的吸收摄取也会增加3倍;当QDs被明胶包覆后,肝细胞对其的吸收会从40%增加到85%。而85%的QDs会在给药后24小时内清除。在与QD-FSA结合后,14C-二甲双胍在给药后2h的生物利用度可增加5倍,二甲双胍被LSECs吸收的效率可提高50倍。综上所述,口服包覆有FSA或明胶生物聚合物层的QDs可以对LSEC或肝细胞实现较高的特异性靶向,从而提高了二甲双胍在LSECs中的生物利用度。


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NicholasJ. Hunt, Glen P. Lockwood, Victoria C. Cogger. et al. Rapid Intestinal Uptakeand Targeted Delivery to the Liver Endothelium Using Orally Administered SilverSulfide Quantum Dots. ACS Nano. 2020

DOI:10.1021/acsnano.9b06071

http://pubs.acs.org/doi/doi/10.1021/acsnano.9b06071

 

14. ACS Nano包覆亚硝基化前药的纳米颗粒用于增强放射治疗

放疗仍然是目前治疗非小细胞肺癌(NSCLC)等癌症的主要方式之一。为了提高给定的辐射剂量下的治疗效果,人们往往在放疗期间使用放疗增敏剂。吉林大学中日联谊医院马庆杰教授佐治亚大学谢晋教授AnilKumar教授合作制备了一种纳米粒子试剂,它可以选择性地使癌细胞对放疗更加敏感。实验首先对将maytansinoidDM1进行亚硝基化,然后将产生的前药DM1- NO负载到PLGA-b-PEG纳米颗粒上。

 

DM1的毒性可被纳米颗粒的包封和亚硝基化抑制,并通过EPR作用被递送到肿瘤中。在放疗照射下,肿瘤内的氧化应激水平会升高,导致S-N键发生断裂,进而释放DM1和一氧化氮(NO)。释放的DM1会抑制微管聚合,使得细胞对于辐射更加敏感。而NO也会在辐射下形成高毒性的自由基,进一步抑制肿瘤的生成。体内外实验结果表明,该纳米粒子可通过两种成分的协同作用显著地提高和增强放疗效果。


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ShiGao, Weizhong Zhang, Renjie Wang. et al. Nanoparticles EncapsulatingNitrosylated Maytansine To Enhance Radiation Therapy. ACS Nano. 2020

DOI:10.1021/acsnano.9b05976

http://pubs.acs.org/doi/doi/10.1021/acsnano.9b05976

 

15. Nano Lett.利于光声成像对光热促进的纳米材料体内形态变化进行监测

将生物活性分子原位构建成纳米组装材料已被证明可以改善其性能,但如何在体内控制纳米组装材料的形态仍然是目前所难以解决的问题。华中农业大学杨子欣副研究员陈浩教授国家纳米科学中心乔增莹研究员王浩研究员合作提出了一种光热促进的形态转变(PMT)策略来加速纳米材料的形成,以提高药物分子的生物学性能。

 

与自发的过程相比,PMT过程的转化效率提高了4倍。由于组装效率的增加,药物在肿瘤中的累积量是无光照条件下的2倍,因此它也可以更加有效抑制肿瘤的生长。并且,实验也利用比值光声图像对体内外的药物化学再组装过程进行了监测,从而证明了光热诱导的转化加速过程。这一研究通过在体内对生物分子组装动力学进行无创地人工控制,从而为智能机器人的发展提供了新的思路。


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Xue-HaoZhang, Dong-Bing Cheng, Zi-Xin Yang, Hao Chen, Zeng-Ying Qiao, Hao Wang. et al.Photothermal-Promoted Morphology Transformation in Vivo Monitored byPhotoacoustic Imaging. Nano Letters. 2020

DOI:10.1021/acs.nanolett.9b04752

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b04752

 

16. ACS Nano胞质NQO1酶激活的聚合物囊泡用于荧光成像及光动力治疗

利用酶作为触发因子可以使得响应型高分子纳米结构具有位点特异性的选择性。华南师范大学胡祥龙教授中科大刘世勇教授合作制备了一种光敏剂偶联的聚合物囊泡,它可被NQO1酶激活以实现近红外(NIR)荧光成像和光动力疗法(PDT)。该囊泡的荧光发射和PDT性能在最初都是关闭状态。

 

当其被NQO1阳性囊泡内化后,胞质内的NQO1酶会触发醌键的自裂解和共轭光敏剂的释放,进而产生近红外荧光发射并激活其自身的PDT性能。这一过程也会使得该囊泡转变为具有亲水性核和更小尺寸的交联胶束,从而触发双药物的释放,这一过程也可通过疏水双分子层中的DOTA(Gd)复合物进行的增强磁共振成像(MRI)来被直接监测。实验结果表明,该研究所提出的策略可以在细胞和体内条件下成功地应用于激活的近红外荧光成像和组织特异性PDT。


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ChenzhiYao, Xianglong Hu, Shiyong Liu. et al. Cytosolic NQO1 Enzyme-ActivatedNearInfrared Fluorescence Imaging and Photodynamic Therapy with Polymeric Vesicles.ACS Nano. 2020

DOI:10.1021/acsnano.9b08285

http://pubs.acs.org/doi/doi/10.1021/acsnano.9b08285

 

17. Chem. Soc. Rev.铋基纳米粒子和复合材料生物医学应用

近年来,由于含铋(Bi)纳米材料的研究已经从光学、化学、电子和工程领域扩展到生物医学领域。Bi是一种无毒、廉价的抗磁性重金属,可以被用于制造具有独特的结构、理化性质的纳米粒子(NPs),它也有着高x射线衰减系数、近红外(NIR)吸收,良好的光热转换效率和长循环半衰期等优点,这些特性也使得含Bi的纳米颗粒(BiNPs)在癌症联合治疗、多模态成像、药物递送、生物传感和组织工程等方面具有很好的应用价值。

 

通过利用具有生物相容性的聚合物或蛋白质对BiNPs的表面进行简单修饰,可以很容易地改善这些BiNPs的药代动力学,从而增强其胶体稳定性,延长其血液循环,降低毒性。赫尔辛基大学Mohammad-AliShahbaziHe´lderA. Santos合作对具有不同结构、不同尺寸和不同成分的Bi基纳米材料的合成及其在生物医学应用方面的最新进展进行了综述介绍,并对该领域在未来面临的挑战和机遇进行了全面的讨论。


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Mohammad-AliShahbazi, He´lder A. Santos. et al. The versatile biomedical applications ofbismuthbased nanoparticles and composites: therapeutic, diagnostic, biosensing,and regenerative properties. Chemical Society Reviews. 2020

DOI:10.1039/c9cs00283a

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/cs/c9cs00283a#!divAbstract

 

18. Theranostics利用超小氧化铁纳米颗粒探测和增强配体介导的肿瘤靶向性能

基于配体-靶点结合的主动靶向是一种将纳米颗粒(NP)成像探针或药物载体精确递送到病变组织的常用策略。然而,这种配体介导的主动靶向往往是以基于EPR效应的被动靶向为前提的。因此,研究主动靶向的NPs效率对于实现肿瘤生物标志物的定量成像和递送来说具有重要意义。埃默里大学毛辉教授对uIONPs的尺寸(3 nm和30 nm)及其对转铁蛋白受体(TfR)介导的主动靶向效率的影响进行了研究。

 

实验制备了绿色荧光染料(FITC)标记的主动靶向uIONPs (FITC-Tf-uIONPs)和红色荧光染料(TRITC)标记的被动靶向uIONPs (TRITC -uIONPs)。实验结果表明,在共注射24小时后,与非主动靶向的uIONPs相比,主动靶向uIONPs具有更高的肿瘤保留效果和更深的穿透深度。但是30 nm尺寸的NPs的主动靶向效果比非主动靶向粒子只高了约1.15倍。uIONPs增强的主动靶向作用是由于大部分的脱靶NPs很容易被肿瘤内的高间质压力通过血管内回输的方式清除出肿瘤。这一研究表明,配体介导的主动靶向可以提高尺寸小于5 nm 的NPs的递送和肿瘤积累,可以作为一种基于NPs的分子成像探针和靶向药物载体的良好平台。


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Yaolin Xu, Hui Mao. et al. Probing and EnhancingLigand-Mediated Active

Targeting of Tumors Using Sub-5 nm Ultrafine Iron OxideNanoparticle. Theranostics. 2020

DOI: 10.7150/thno.39560

https://www.thno.org/v10p2479.htm

 

19. Theranostics光动力治疗和抑制转移的小分子试剂用于协同对抗卵巢癌

转移是造成卵巢癌死亡和治疗失败的主要原因之一。一些小分子抑制剂能有效抑制原发肿瘤的转移。但它们不杀死原发肿瘤细胞,并有可能导致肿瘤细胞的持续增殖。华中科技大学王世宣教授中国石油大学夏帆教授娄筱叮教授合作构建了一种TPD@TB/KBU2046多功能纳米粒子,它是由三个功能成分:(1)KBU2046(可以抑制肿瘤转移的小分子抑制剂),(2)TB(用于光动力治疗的AIE分子)和(3)TPD其中包含TMTP1(肿瘤靶向肽)所组成。

 

实验结果表明,TPD@TB/KBU2046的平均水动力尺寸约为50 nm,且稳定性好。它在体外不仅可以抑制肿瘤的转移,而且可以通过AIE分子介导的光动力治疗抑制肿瘤的生长。皮下和原位卵巢肿瘤模型实验则表明TPD@TB/KBU2046具有显著的体内抗肿瘤生长和抗转移作用。


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Jun Dai, Min Xu, Xiaoding Lou, Fan Xia, ShixuanWang. et al. Cooperation therapy between anti-growth by photodynamic-AIEgensand anti-metastasis by small molecule inhibitors in ovarian cancer.Theranostics. 2020

DOI: 10.7150/thno.41708

https://www.thno.org/v10p2385.htm

 

20. Theranostics对ROS响应的纳米药物递送系统用于治疗急性肾损伤

脓毒症引起的急性肾损伤(AKI)是一种严重的疾病,线粒体氧化应激和炎症在其病理生理机制中起着重要作用。氧化铈纳米颗粒具有很强的活性氧(ROS) 清除能力,已被用于治疗多种与ROS相关的疾病。然而,目前已有的氧化铈纳米颗粒往往不能选择性地靶向线粒体,且超小的氧化铈纳米颗粒也易团聚。

 

浙江大学姜赛平杜永忠教授合作设计了一种可靶向线粒体的二氧化铈纳米颗粒,并将其与阿托伐他汀相联合构建了一种对ROS响应的纳米药物递送平台Atv/PTP-TCeria NPs以用于治疗急性肾损伤。实验结果表明,Atv/PTP-TCeriaNPs可在肾脏内有效积累,对ROS也具有较强的响应性。体内外研究表明,Atv/PTP-TCeria NPs具有较好的抗氧化和抗凋亡活性,能有效降低小鼠体内的氧化应激和炎症反应,保护线粒体结构并有效减少脓毒症诱导的AKI肾小管细胞凋亡和肾小管坏死。


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Hui Yu, Saiping Jiang, Yongzhong Du. et al.ROS-responsive nano-drug delivery system combining mitochondria-targeting ceriananoparticles with atorvastatin for acute kidney injury. Theranostics. 2020

DOI: 10.7150/thno.40395

https://www.thno.org/v10p2342.htm

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