在最新一期Science Advances（VOL 6, ISSUE 25）中，奇物论编辑部选取7篇与生物（纳米）材料有关的论文，具体如下：
1. Science Advances：工程化自体肿瘤细胞疫苗在肿瘤手术床上局部动员抗肿瘤免疫
自体基于肿瘤细胞的疫苗（ATV）正在作为一种可转化的方法用于个性化免疫治疗，但其治疗效果仍不能使癌症患者满意。于此，上海药物研究所李亚平、王当歌等人设计了一种在Fmoc-KCRGDK-苯硼酸（FK-PBA）水凝胶中进行光动力疗法（PDT）激发的ATV（P-ATV），该水凝胶可动员局部免疫激活来抑制术后肿瘤的复发。
本文要点：
1）靶向肿瘤细胞上过表达的唾液酸的FK-PBA可以实现残留肿瘤区域的按需凝胶化，并在手术床上保持连续疫苗接种。
2）与需要花费数月时间准备的基于新抗原的疫苗或过继细胞疗法不同，P-ATV可以在几天内轻松制造，并有效增强新表位特异性CD8+ T细胞，从而激活个性化免疫疗法。这种简单而强大的工程化的ATV方法为个性化免疫治疗提供了另一种策略，并且易于转化为各种基于细胞的抗原以抑制术后肿瘤的复发。
Lei Fang, et al., Engineering autologous tumor cell vaccine to locally mobilize antitumor immunity in tumor surgical bed. Science Advances 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.aba4024
https://advances.sciencemag.org/content/6/25/eaba4024
2. Science Advances：介孔二氧化硅纳米粒子的孔径对其抗原传递效率的影响
亚单位疫苗通常通过4步体内级联反应（DUMP级联）进行，以产生有效的细胞介导的免疫反应：（1）引流至淋巴结；（2）树突状细胞（DC）的摄取；（3）DC的成熟度；（4）将肽-MHC I复合物呈递给CD8+ T细胞。尚不清楚疫苗载体如中孔二氧化硅纳米粒子（MSN）的物理性质如何影响这种级联反应。四川大学孙逊教授、张凌等人制造了具有不同孔径（7.8 nm，10.3 nm和12.9 nm）的80 nm MSN，并在其中装载了卵白蛋白抗原。
本文要点：
1）结果表明，具有不同孔径的这些MSN在DUMP级联的前三个步骤中同样有效，但是具有较大孔径的MSN则具有更高的交叉递呈效率（步骤4）。
2）一致地，大孔MSNs负载B16F10肿瘤抗原产生最强的抗肿瘤作用。这些结果表明，该淋巴结靶向大孔MSNs有望作为免疫激活和癌症疫苗接种的载体。
Xiaoyu Hong, et al. The pore size of mesoporous silica nanoparticles regulates their antigen delivery efficiency. Science Advances 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.aaz4462
https://advances.sciencemag.org/content/6/25/eaaz4462
3. Science Advances：通过胆固醇标记将蛋白质以胞质方式输送
与小分子相比，基于蛋白质的成像剂和治疗剂在结构和功能多样性上更为优越，并且更易于设计或筛选。抗体或抗体片段几乎可以轻易针对任何靶标产生。尽管具有这些基本优点，但是基于蛋白质制剂的功能和影响却被大大削弱，仅作用于有限数量的细胞外靶标，因为大分子无法自发地穿过细胞膜。常规的蛋白质递送技术不能解决这个基本问题，因为蛋白质货物主要通过内吞作用在细胞内递送，这是大自然开发的一种非常有效的细胞防御机制，可以防止完整的生物分子进入细胞质。
于此，美国华盛顿大学Xiaohu Gao教授等人报告了一个独特的概念，即非共价胆固醇标记，它几乎使任何致密蛋白质都能渗透到细胞膜中，从而完全绕过内吞作用。这个简单的即插即用平台极大地扩展了生物靶标空间，并具有改变基础生物学研究和药物发现的潜力
Wanyi Tai, et al., Cytosolic delivery of proteins by cholesterol tagging. Science Advances 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.abb0310
https://advances.sciencemag.org/content/6/25/eabb0310
4. Science Advances：微针介导的基因递送治疗缺血性心肌病
心血管疾病仍然是全世界死亡的主要原因。尽管心肌内注射可以有效地将药物输送到心肌，但是这种方法受到局限，因为它限制了针剂介导的注射，并且药物在心肌中的保留很小。于此，上海交通大学医学院叶晓峰、赵强和上海交通大学吴飞等人将腺相关病毒（AAV）包裹在相变微针（MNs）上，实现了AAV的均匀分布。
本文要点：
1）生物发光成像揭示了AAV-荧光素酶的成功递送和转染。术后第28天，AAV绿色荧光蛋白转染的心肌细胞均匀分布。
2）AAV血管内皮生长因子（VEGF）负载的MNs通过增强VEGF表达、促进功能性血管生成和激活Akt信号传导途径来改善心脏功能。结果表明，MNs优于直接肌肉注射。因此，MNs有望成为一种有前景的多功能治疗工具，可用于递送各种药物来治疗缺血性心肌病。
Hongpeng Shi, et al. Microneedle-mediated gene delivery for the treatment of ischemic myocardial disease. Science Advances 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.aaz3621
https://advances.sciencemag.org/content/6/25/eaaz3621
5. Science Advances：自组装的cGAMP-STINGΔTM信号复合物作为cGAMP传递的生物启发平台
干扰素（IFN）基因刺激因子（STING）途径是机体对各种癌症和感染免疫反应的重要组成部分。因此，给药如环GMP-AMP（cGAMP）等刺激性激动剂被认为是一种有前途的靶向治疗这些疾病的方法。在癌细胞中，STING信号经常被STING的表观遗传沉默所破坏，因此，传统的仅传递其激动剂cGAMP可能不足以触发STING信号。于此，麻省理工大学Paula T. Hammond和美国东北大学李嘉禾等人设计了一种受生物启发的共传递方法，该方法无需使用重组TM结构域缺陷型STING蛋白作为cGAMP的高亲和力，稳定载体，即可从载体中释放功能齐全的内源性STING或cGAMP。
本文要点：
1）在将STINGΔTM与cGAMP预先组装时，研究人员观察到，该核糖核蛋白复合物能够响应cGAMP与STINGΔTM的结合而四聚，从而形成TBK1募集和下游信号传导的基本结构。
2）在这项工作中，虽然已知缺乏跨膜（TM）结构域的刺的表达对刺激剂无反应，并且当与细胞内的全长刺共同表达时为显性阴性，研究人员观察到，含cGAMP的重组TM缺陷STING蛋白在体内外传递时能有效地触发STING信号，包括在STING缺陷细胞系中。因此，这种利用TM缺陷STING的仿生方法可以为cGAMP的传递提供一个普遍适用的平台。
Yanpu He, et al. Self-assembled cGAMP-STINGΔTM signaling complex as a bioinspired platform for cGAMP delivery. Science Advances 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.aba7589
https://advances.sciencemag.org/content/6/24/eaba7589
6. Science Advances：马兰戈尼流驱动载有纤维细胞的水凝胶的排列
当含有挥发性溶剂中溶质的固定液滴蒸发时，液滴中的流动可以将溶质颗粒运输和组装成复杂的图案。蒸发固定液滴在完全蒸发的溶剂中的转运已被广泛研究。于此，美国普林斯顿大学Celeste M. Nelson等人证明了含有I型胶原（一种自组装聚合物）的水基固定液滴，在蒸发过程中的流动可以被利用来制造成排列的胶原纤维的水合网络。
本文要点：
1）研究人员发现Marangoni流（一种物理现象，即由于表面张力在液体界面起作用，引起一个表面张力梯度，表面张力梯度超过粘滞力，使液体流动，出现毛细管对流）以一种依赖于自组装速率、周围环境的相对湿度和液滴几何结构的方式，将胶原纤维组装直接在毫米级区域上进行。
2）在这些蒸发液滴中结合和培养的骨骼肌细胞集体定向并随后分化为肌管，以响应排列的胶原网络。该发现证明了一种简单的、可调的、高通量的方法可用于设计对齐的原纤维水凝胶和载有细胞的仿生材料。
Bryan A. Nerger, et al., Marangoni flows drive the alignment of fibrillar cell-laden hydrogels. Science Advances 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.aaz7748
https://advances.sciencemag.org/content/6/24/eaaz7748
7. Science Advances：在活体直接3D打印可变形传感器
在活体人体器官上直接打印兼容生物医学设备的能力，有利于病人的监护和伤口治疗，这就要求3D打印机能够适应生物表面的各种变形。美国明尼苏达大学Michael C. McAlpine等人开发了一种原位3D打印系统，可以实时估计目标曲面的运动和变形，以适应刀具路径。
本文要点：
1）利用该打印系统，将水凝胶传感器打印在呼吸诱导变形的猪肺上。该传感器与组织表面相容，并通过电阻抗断层成像提供变形的连续空间映射。
2）这种自适应3D打印方法可以增强机器人辅助医疗的增材制造功能，使可穿戴电子和生物材料能够在人体内外自主直接打印。
Zhijie Zhu, et al., 3D printed deformable sensors. Science Advances 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.aba5575
https://advances.sciencemag.org/content/6/25/eaba5575
