纳米生物医学前沿每周精选丨0923-0929
纳米人 纳米人 2019-10-06

1. AM:将辐射和细菌膜包覆的纳米颗粒相结合用于开发原位癌症疫苗

通过随机突变和特异性诱导所产生的新抗原是一种可被T细胞识别的肿瘤抗原。而在免疫冷性肿瘤中,肿瘤新抗原的识别能力有限,这也使得无法产生有效的抗肿瘤免疫反应。而且这些冷性肿瘤对包括免疫检查点抑制剂(ICIs)在内的大多数免疫治疗都响应不佳。放射治疗(RT)可以增强对冷肿瘤的免疫识别,从而产生更加多样化的抗肿瘤T细胞反应,但单独依靠RT还无法诱导产生全身的抗肿瘤免疫反应。

 

威斯康星大学宫绍琴教授Zachary S. Morris博士合作制备了一种由免疫激活的PC7A/CpG内核和包裹的细菌膜以及亚胺基团组成的多功能纳米颗粒(BNP)。这种BNP可在放疗后捕获肿瘤新抗原,增强其在树突状细胞(DC)中的摄取,从而刺激抗肿瘤T细胞反应的发生。实验在患有同基因黑色素瘤和神经母细胞瘤的小鼠模型上证明,BNP+RT联合治疗可通过激活树突状细胞和效应T细胞显著地抑制肿瘤生长,并产生肿瘤特异性的抗肿瘤免疫记忆。

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Ravi B. Patel, Shaoqin Gong, Zachary S. Morris. et al. Development of an In Situ Cancer Vaccine via Combinational Radiation and Bacterial-Membrane-Coated Nanoparticles. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201902626

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902626

 

2. AFM:异种靶向的纳米鸡尾酒药物用于根除癌症

利用鸡尾酒药物去治疗癌症的临床应用因其严重的全身毒性而受到限制。南卡罗来纳大学徐培盛教授团队制备了一种具有无迹连接物的异质靶向纳米鸡尾酒药物(PPPDMA)。得益于对谷胱甘肽和活性氧的响应机制,在PPPDMA上负载的紫杉醇和阿霉素可以快速无痕迹地释放到细胞质中,这使得PPPDMA纳米凝胶可以有效地杀死癌细胞并且没有明显的副作用产生。

 

实验结果表明,利用PPPDMA进行治疗可以显著减少99%的肿瘤重量和96%的肿瘤数量,并且超过一半的治疗组小鼠没有出现复发肿瘤。这一工作表明,利用无痕连接剂和异种靶向策略的纳米鸡尾酒药物是一种安全有效的肿瘤治疗方法。

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Binglin Sui, Peisheng Xu. et al. Heterotargeted Nanococktail with Traceless Linkers for Eradicating Cancer. Advanced Functional Materials. 2019

DOI: 10.1002/adfm.201906433

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201906433

 

3. Adv. Sci.:可恢复β淀粉样蛋白体内稳态的纳米材料用于预防老年痴呆

β淀粉样蛋白(Aβ)的聚合被认为是引起老年痴呆症(AD)的主要原因。然而,目前用于靶向Aβ的疾病治疗策略往往效果不佳,这是由于在AD的晚期阶段会造成不可逆转的损伤,因此要在Aβ的形成早期给与治疗。

 

中国医学科学院放射医学研究所黄帆博士南开大学冯喜增教授史林启教授合作、以热休克蛋白为灵感,设计了一种基于混合壳层聚合物胶束(MSPM)的自组装纳米材料,用于AD的预防治疗。该纳米材料具有疏水性的表面域,可以有选择性地捕捉Aβ肽进而有效地抑制Aβ聚合,从而显著减少由Aβ介导产生的细胞毒性。并且该纳米材料在吸附Aβ形成复合物后可以很容易地被小胶质细胞吞噬,从而提高对Aβ的清除效果。因此,该纳米材料可以显著缓解由Aβ诱发的炎症,对认知缺陷的 APP / PS1转基因老鼠也有很好的治疗效果。

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Huiru Yang, Fan Huang, Xizeng Feng, Linqi Shi. et al. Heat Shock Protein Inspired Nanochaperones Restore Amyloid-β Homeostasis for Preventative Therapy of Alzheimer’s Disease. Advanced Science. 2019

DOI: 10.1002/advs.201901844

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.201901844

 

4. AM:AIEgen纳米晶体的聚集诱导非线性光学效应在体内生物成像中的应用

非线性光学显微镜因其具有独特的光学切片、高空间成像分辨率和三维重建等功能,成为一种用于生物成像研究的有力工具。而开发具有强非线性光学效应,可产生三次谐波的有机荧光探针,也已成为生物医学领域的一个重要研究方向。浙江大学钱骏教授香港科技大学唐本忠院士合作提出了一种基于AIE效应的近红外发光有机纳米晶体(DCCN)的制备方法。

 

实验研究了DCCN的聚集诱导非线性光学效应,包括双光子荧光(2PF)、三光子荧光(3PF)和THG等。实验将DCCN纳米晶分别应用于1040nm NIR-II激发下的2PF成像和1560nm NIR-II激发下的THG显微镜成像,成功地实现了对小鼠脑血管三维结构的重建,并且THG显微镜成像比2PF显微镜具有更高的空间分辨率和亮度,可以在小鼠大脑最深的800微米处看到直径2.7微米的小血管。

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Zheng Zheng, Jun Qian, Ben Zhong Tang. et al. Aggregation-Induced Nonlinear Optical Effects of AIEgen Nanocrystals for Ultradeep In Vivo Bioimaging. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201904799

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904799

 

5. AFM:多功能DNA聚索烃纳米载体协同靶向治疗耐多药白血病

化疗是目前治疗癌症的主要方式之一,但它也存在着药物递送效率低下、副作用严重以及耐多药(MDR)等缺点。青岛大学毕赛教授南京大学姜立萍教授朱俊杰教授合作报道了一种带有适配体的多功能DNA聚索烃(AptDPCs)用于治疗人类MDR白血病。

 

实验结果表明,AptDPCs可将药物和反义寡核苷酸递送给靶点药物,进而协同抑制MDR肿瘤的生长,且不会产生明显的系统毒性。这一工作提出的基于AptDPCs的药物递送系统可以有效降低药物的副作用,克服MDR,进行为实现肿瘤治疗中治疗基因与化疗药物的协同但是提供了一个很有前景的新平台。

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Sha Yu, Li-Ping Jiang, Sai Bi, Jun-Jie Zhu. et al. Multifunctional DNA Polycatenane Nanocarriers for Synergistic Targeted Therapy of Multidrug-Resistant Human Leukemia. Advanced Functional Materials. 2019

DOI: 10.1002/adfm.201905659

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201905659

 

6. AFM:表面功能化纳米颗粒通过碳水化合物相互作用靶向革兰氏阴性细菌

耐抗生素的病原体是现代人类健康所面临的一大威胁。巴西纳米技术国家实验室Mateus Borba Cardoso团队报道了一种可靶向革兰氏阴性菌的碳水化合物包覆的二氧化硅纳米颗粒。

 

该材料具有增强的结合细菌膜的能力,并且其在生物介质中也具有高的稳定性、不粘附非特异性蛋白,较低的细胞毒性和抗溶血活性等。实验也在生物分子水平上对该纳米颗粒和细菌膜之间的局部相互作用进行了研究,对其假设的机理做了充分的验证和说明。

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Larissa Brentano Capeletti, Mateus Borba Cardoso. et al. Gram-Negative Bacteria Targeting Mediated by Carbohydrate–Carbohydrate Interactions Induced by Surface-Modifed Nanoparticles. Advanced Functional Materials. 2019

DOI: 10.1002/adfm.201904216

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201904216

 

7. AM综述:外泌体和纳米技术用于精准治疗

开发基于外泌体的靶向纳米药物递送系统是目前分子细胞生物学、药物科学和纳米工程等领域中的一个重要研究方向。外泌体是自然产生的尺寸为50 – 150 nm的囊泡,其在细胞间和细胞-组织间的通讯和跨物种通讯中发挥着重要的作用。同时,外泌体也是一类很有前途的新型药物递送载体,因为它们能够保护有效载荷不受化学和酶降解的影响,并能够逃避免疫系统的识别和随后的清除。

 

中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所朱毅敏研究员迪肯大学段维教授合作,对根据适配体设计的、基于外泌体的靶向递送系统的最新研究进展进行了综述和总结,并对这些系统的应用前景和价值进行了展望。

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Phuong H. L. Tran, Yimin Zhu, Wei Duan. et al. Exosomes and Nanoengineering: A Match Made for Precision Therapeutics. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201904040

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904040

 

8. ACS Nano:水凝胶纳米贴片用于调节干细胞行为

垂直排列的纳米材料,如纳米线和纳米针等都可以作为一种有效的生物医学平台来对活细胞或组织进行操作。然而,这些材料都有着刚性的力学性能和复杂的制造工艺流程,这使得它们很难与柔性的组织适应性支架相集成,从而也限制了它们的进一步应用。

 

全南国立大学Jangho Kim蔚山国家科学技术研究院Hoon Eui Jeong合作制备了一种具有钉状水凝胶纳米阵列结构的高柔性贴片,并将其用于促进干细胞的生长和分化和抑制生物膜的形成。体外研究表明,该水凝胶纳米贴片对干细胞膜具有强烈的物理刺激作用,可以在不改变细胞活力的前提下,增强干细胞的成骨、软骨、脂肪分化和关键可溶性因子的分泌。同时,该材料对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌也均表现出良好的抑菌性能。体内研究进一步证明,该柔性水凝胶贴片可以有效抑制小鼠的致病性细菌感染,同时也能显著促进受损颅骨骨组织的再生。

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Sunho Park, Jangho Kim, Hoon Eui Jeong. et al. Hydrogel Nanospike Patch as a Flexible AntiPathogenic Scaffold for Regulating Stem Cell Behavior. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b04109

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b04109

 

9. Nano Lett.:DNA纳米装置用于增强细胞骨架活性和治疗癌症

细胞表面受体(如EGFR和整合素)及其之间的相互作用在信号转导和细胞骨架活化中起决定作用。南京大学夏兴华教授团队设计了一种DNA纳米器件(DNA- ND),它可以同时靶向细胞膜穴样内陷上的EGFR和整合素受体。当装置侧臂上的DNA发夹结构展开时,通过荧光和等离激元信号的变化可以检测到EGFR-整合素受体共激活所产生的皮牛顿力。

 

 

实验发现,EGFR-整合素受体的同时激活会导致细胞的信号转导增强和发生收缩,同时生物化学通路也会启动并导致细胞分裂和内吞及胞吐过程的改变,进而影响细胞的增殖和凋亡。

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Mirza Muhammad Faran Ashraf Baig, Xing-Hua Xia. et al. A DNA Nanodevice Simultaneously Activating the EGFR and Integrin for Enhancing Cytoskeletal Activity and Cancer Cell Treatment. Nano Letters. 2019

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b03325

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b03325

 

10. Nat. Chem.:靶向光催化杀死肿瘤细胞

乏氧的肿瘤微环境是光动力治疗(PDT)所面临的一个主要问题。法国PSL大学Gilles Gasser教授中山大学巢晖教授英国华威大学Peter Sadler教授合作,证明了利用光催化进行的氧化还原乏氧可以通过一个不依赖于氧的作用机制来解决这个问题。实验设计了一种具有高氧化态的Ir(III)光催化剂,[Ir(ttpy)(pq)Cl]PF6,它对正常氧和乏氧癌细胞均有光毒性。研究发现,该复合物可以通过光催化过程氧化1,4-二氢烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)(活细胞中的重要辅酶)产生NAD*自由基,并且这一催化反应在生物介质中也具有很高的转化频率(TOF)。此外,该复合物和NADH也可以在乏氧条件下对细胞色素c进行协同的光还原。

 

密度泛函理论计算结果表明,在复合物和NADH的加合物上发生的π堆积可以促进光诱导的单电子转移,而在癌细胞的线粒体中,复合物可通过和NADH发生的光催化过程来破坏电子转移链。在光的照射下,该复合物会进一步诱导NADH耗竭、细胞内氧化还原失衡和癌细胞的免疫原性凋亡。这一研究所开发的利用光催化诱导肿瘤细胞内氧化还原状态失衡的策略也为癌症的光学治疗提供了一种新的思路。

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Huaiyi Huang , Samya Banerjee , Gilles Gasser, Hui Chao, Peter J. Sadler. et al. Targeted photoredox catalysis in cancer cells. Nature Chemistry. 2019

https://www.nature.com/articles/s41557-019-0328-4

 

11. AM综述:磁性纳米粒子在传感领域的应用研究进展

磁性纳米粒子(MNPs)在传感领域具有重要的应用价值,它也为克服低检测限和非特异性效应等挑战提供了切实可行的解决方案。

 

新南威尔士大学Richard D. Tilley教授J. Justin Gooding教授合作,对用于传感领域的MNPs的最新相关研究进展进行了综述介绍;重点介绍了这些MNPs的结构和性能以及如何将这些MNPs集成到设备中的策略;同时也对MNPs传感器的合成进展和面临的主要挑战进行了介绍,并对这一领域未来的发展前景和方向做了说明。

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Lucy Gloag, Richard D. Tilley, J. Justin Gooding. et al. Advances in the Application of Magnetic Nanoparticles for Sensing. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201904385

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201904385

 

12. ACS Nano:设计功能分子以调整其细胞器靶向特异性和光动力疗效

开发高效的有机光敏剂(PSs)用于光动力治疗(PDT)是目前研究的一大热点。然而,关于如何设计合成相关分子的报道却很少。南方医科大学郑磊教授香港科技大学唐本忠院士合作,以三苯胺-阿扎弗洛伦酮为核心,设计合成了一系列PSs并系统地研究了它们的结构、性能和应用关系。阳离子化是一种通过实现靶向线粒体来提高PSs PDT效率的策略。

 

并且由于分子内运动受限和系统间交叉得到增强,具有聚集诱导发光(AIE)效应的PSs的荧光和活性氧生成效率都有所提高。而可靶向线粒体的PSs比非线粒体靶向的脂滴也具有更高的PDT效率。并且实验结果表明,通过将PDT和放疗相联合还可进一步增强AIE PSs杀伤癌细胞的能力。

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Zhiyang Liu, Hang Zou, Lei Zheng, Ben Zhong Tang. et al. Tuning Organelle Specificity and Photodynamic Therapy Efficiency by Molecular Function Design. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b04430

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b04430

 

13. Nano Lett.:纳米颗粒的尺寸会影响淋巴滤泡内抗原的保留和表达

淋巴结滤泡会捕获并保留抗原,从而诱导产生长效的体液免疫。然而,淋巴结滤泡对抗原的保留效果是有限的。多伦多大学Warren C. W. Chan教授团队发现,大小不同的纳米颗粒载体会影响抗原在细胞内节点的转运和特异性细胞间的相互作用。

 

实验发现,滤泡的树突状细胞(FDC)网络会在48小时内清除尺寸较小的纳米颗粒(5-15 nm),而较大的纳米颗粒(50-100 nm)可以保留约5周。因此,相对于小尺寸纳米颗粒来说,50-100 nm的纳米颗粒在FDC树突上的抗原递送量比小尺寸的增加了175倍,而由生发中心B细胞形成的体液免疫反应和产生的抗原特异性抗体则增强了5倍。这一研究结果表明,通过调控纳米载体的尺寸大小可以调整体液免疫,从而产生高效的疫苗作用。

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Yi-Nan Zhang, Warren C. W. Chan. et al. Nanoparticle Size Influences Antigen Retention and Presentation in Lymph Node Follicles for Humoral Immunity. Nano Letters. 2019

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b02834

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b02834

 

14. Angew:DNA酶荧光传感器用于成像活细胞中的金属离子

利用生物正交反应对金属离子传感器进行控制进行对活细胞中的金属离子进行成像,可以更好地了解金属离子的分布和波动情况。虽然已有研究报道可以利用光等外部刺激进行生物正交控制,但这些刺激往往不适用于研究一些光穿透深度有限或活化量子产率较低的生物系统。

 

伊利诺伊大学香槟分校陆艺教授四川大学郑成斌教授合作,设计了一种可被内源性生物正交激活的DNA酶荧光传感器。其中,通过双链DNA杂交而形成的识别位点会在一开始阻止活性DNA酶的形成。而一旦核酸内切酶I-SceI在细胞内表达,它就会在识别位点进行剪切,使得DNA酶转变为活性构象。而激活的DNA酶传感器能够在Mg2+存在的条件下特异性催化底物链的裂解,释放荧光标记的DNA片段,产生Mg2+荧光信号。实验表明,利用这一策略可以对HeLa细胞中的Mg2+进行成像。

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Yao Lin, Chengbin Zheng, Yi Lu. et al. Enzyme-Mediated Endogenous and Bioorthogonal Control of a DNAzyme Fluorescent Sensor for Imaging Metal Ions in Living Cells. Angewandte Chemie International Edition. 2019

DOI: 10.1002/anie.201910343

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201910343

 

15. Small:基于聚(乙二醇)-b-聚(L-甲状腺素)的纳米制剂用于肿瘤诊疗

苏州大学钟志远教授邓超教授合作制备了一种基于聚(乙二醇)-b-聚(L-甲状腺素) (PEG-PThy)嵌段共聚物肽的多功能、稳定的纳米制剂PThyN,并将其用于SPECT/CT双模成像和靶向的肿瘤放疗。与临床使用的碘己醇、碘黄醇等造影剂相比,PThyN具有等渗性、低粘度和循环时间长等特点。虽然PThyN在体外CT的衰减效果与碘己醇相当,但它可以极大地增强血管系统和软组织的体内CT成像效果。

 

实验通过使用cRGD肽对PThyN进行表面修饰,可以实现对皮下B16F10黑色素瘤和原位A549肺肿瘤的增强CT成像。而通过碘交换反应得到的125I标记的PThyN则可以对肿瘤进行SPECT/CT成像,并监测PThyN在体内的生物分布情况。而131I标记的、cRGD功能化的PThyN对小鼠B16F10肿瘤也具有显著的生长抑制作用。

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Xiaolei Gu, Zhiyuan Zhong, Chao Deng. et al. Nanoagents Based on Poly(ethylene glycol)-b-Poly(l-thyroxine) Block Copolypeptide for Enhanced Dual-Modality Imaging and Targeted Tumor Radiotherapy. Small. 2019

DOI: 10.1002/smll.201902577

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201902577

 

16. Nano Lett.:卵黄壳结构的金纳米星-MOF材料用于协同化学-光热治疗

对光敏感的卵黄壳结构纳米粒(YSNs)是一种可被远程控制、对刺激敏感的诊疗平台,它也为实现肿瘤的协同治疗提供了一种高效的策略。中科院长春应化所程子泳博士林君研究员合作,以金纳米星(Au star)为NIR II区的光热“蛋黄”,以可生物降解的ZIF-8为壳层,成功构建了一种新型的、刺激响应型多功能YSNs。实验将化疗药物盐酸阿霉素(DOX)包封入腔内,其在微酸性肿瘤微环境中会因ZIF-8降解过程而表现出药物的可控释放行为。

 

在1064 nm激光照射下,金纳米星@ZIF -8 (Au@MOF)纳米颗粒由于具有光热和释放药物的特性,因此它表现出显著的协同抗癌作用。此外,在近红外区有强吸收的Au@MOF也具有近红外热成像和光声(PA)成像的性能。

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Xiaoran Deng, Ziyong Cheng, Jun Lin. et al. Yolk−Shell Structured Au Nanostar@Metal−Organic Framework for Synergistic Chemo-photothermal Therapy in the Second Near-Infrared Window. Nano Letters. 2019

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01716

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01716

 

17. AM:纳米技术用于多模态成像指导的精准外科手术治疗

手术切除是目前大多数实体瘤患者最主要和最有效的治疗方法。然而,患者在手术后往往还会出现复发和转移。近年来,随着微创外科技术的飞速发展,新兴的纳米技术也被逐渐用于微创、精准、智能化肿瘤外科手术应用。

 

美国NIH陈小元教授中南大学文宇教授熊力教授合作综述了纳米技术在成像指导的手术治疗(IGS)和手术辅助的协同治疗中的应用,充分揭示了纳米技术在多模态IGS辅助的精准肿瘤协同治疗中应用优势;简要介绍了NMs对手术靶点的作用机理,这种基于分子成像技术的多模态成像为实现高分辨率、深组织穿透的可视化手术提供了一种实用的方法,并且多功能NMs也可将手术与辅助治疗(如化疗、免疫治疗、光疗)相结合,充分消除残余病灶;最后对开发与外科应用相关的诊疗NMs所面临的关键问题和临床转化前景进行了详细讨论。

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Cong Wang, Yu Wen, Li Xiong, Xiaoyuan Chen. et al. Advanced Nanotechnology Leading the Way to Multimodal Imaging-Guided Precision Surgical Therapy. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201904329

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201904329

 

18. AFM:类病毒pH响应型聚合物纳米颗粒用于在胞内递送抗肿瘤药物

实现被细胞内化和内体逃逸仍然是许多抗肿瘤治疗药物,特别是大分子药物所面临的主要挑战。已有研究表明,病毒药物载体可有效地在细胞内进行递送,但其可负载的载荷种类却很有限。赫尔辛基大学Shiqi Wang博士Hélder A. Santos教授Wei Li博士合作开发了一种类病毒的新型聚合物纳米颗粒(ADMAP)。该聚合物具有可以实现核内体逃逸的衣壳蛋白,而乙酰化右旋糖酐则作为类病毒的核心用于负载货物。

 

实验结果表明,在核内体的pH条件下(5.0),ADMAP颗粒可以成功地破坏核内体膜的稳定性,并协同释放药物载荷,其与游离的抗癌药物相比具有更高的治疗效果。而在进一步结合肿瘤穿透肽后也可以增强其在三维肿瘤球体中的抗肿瘤作用。

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Saowanee Wannasarit, Shiqi Wang, Hélder A. Santos, Wei Li. et al. A Virus-Mimicking pH-Responsive Acetalated Dextran-Based Membrane-Active Polymeric Nanoparticle for Intracellular Delivery of Antitumor Therapeutics. Advanced Functional Materials. 2019

DOI: 10.1002/adfm.201905352

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201905352

 

19. Angew:对近红外光响应的H2S活化纳米诊疗平台

开发对近红外光响应的纳米平台为实现精确的癌症药物随需释放提供了新的方法。华东理工大学赵春常教授中科院上海应用物理研究所诸颖博士上海交通大学樊春海教授合作,利用H2S介导的反应原位生成了一种近红外光热试剂并将其用于成像和光控药物释放,该试剂具有靶向治疗具有丰富H2S的癌症的能力。

 

实验结果表明,该纳米平台可被H2S激活并产生NIR II发射,也能被红外光控制以释放药物喜树碱-11。实验在HCT116荷瘤小鼠模型上证明该纳米平台可显著抑制肿瘤生长,副作用也很低。因此,这一研究所开发的纳米诊疗平台也为实现NIR II成像指导的精确医学提供了新的思路。

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Ben Shi, Ning Ren, Ying Zhu, Chunhai Fan, Chunchang Zhao. et al. A Theranostic Nanoplatform with Hydrogen Sulfide-Activatable NIR Responsiveness for Imaging-Guided On-Demand Drug Release. Angewandte Chemie International Edition. 2019

DOI: 10.1002/anie.201909883

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201909883

 

20. JACS:利用多功能分子前药靶向治疗肿瘤

上海大学Jonathan L. Sessler教授高丽大学Sung-Gil Chi教授Jong Seung Kim教授合作构建了一种分子结构(K1),用于实现向异质肿瘤递送活性前药。K1依赖于两种肿瘤微环境的条件(GSH和H2O2)去触发诱导前药激活,其在体外氧化应激和还原性应激条件下会释放活性药物SN- 38。

 

实验表明,COX-2阳性侵袭性结肠癌细胞(SW620和LoVo)会特异性摄取K1,而与游离的SN-38相比,K1的抗癌活性有明显增强。同时,K1还可以下调各种癌症生存信号通路(p38 AKT, IL-6、VEGF和TNF-α)并上调抗炎响应(IL-10)。与对照组SN-38和DMSO相比,K1在体内治疗肿瘤时也具有更好的疗效,且在给药剂量下没有产生明显的毒性作用。

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Amit Sharma, Jonathan L. Sessler, Sung-Gil Chi, Jong Seung Kim. et al. Targeting Heterogeneous Tumors Using a Multifunctional Molecular Prodrug. Journal of the American Chemical Society. 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b07171

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b07171

 

21. ACS Nano:胶原酶纳米颗粒可增强药物在胰腺肿瘤内的穿透性

胰腺导管腺癌(PDAC)中发生的细胞外基质(ECM)过表达会限制药物进入肿瘤,并与预后不良有关。以色列理工学院Avi Schroeder教授团队证明了利用基于蛋白水解酶纳米颗粒进行预处理可以分解致密的PDAC胶原基质,从而增加药物在胰腺肿瘤中的穿透。实验制备了一种封装有胶原酶的、尺寸为100nm的脂质体,它可以保护胶原酶以免过早地失活,并延长其在靶点部位的释放速率。

 

胶原蛋白是PDAC基质的主要成分,小鼠的病变胰腺中胶原蛋白含量为12.8±2.3%,而健康小鼠为1.4±0.4%。实验通过静脉注射纳米颗粒,发现其在8 h后会到达胰腺,使纤维化组织水平降低到5.6±0.8%。研究结果证明,通过胶原酶预处理会提高药物进入胰腺的效率,从而改善对PDAC的治疗效果。并且这种降解ECM的方法也不会增加循环肿瘤细胞的数量和转移。

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Assaf Zinger, Avi Schroeder. et al. Collagenase Nanoparticles Enhance the

Penetration of Drugs into Pancreatic Tumors. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b02395

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b02395

 

22. Nano Lett.:磁性纳米复合材料用于对肿瘤的药物释放进行定量监测

对体内的药物释放进行监测可以为指导用药提供准确可靠的信息。磁性粒子成像(MPI)是以超顺磁性纳米粒子作为对比剂和唯一信号源的一种成像模式,具有很高的组织穿透深度和可量化的信号强度,因此是一种很好的用于监测体内药物释放的理想仿生。

 

斯坦福大学医学院Bryan Ronain Smith教授团队设计了一种超顺磁性的核壳纳米复合材料,并利用其对化疗药物DOX进行负载,从而进行双药递送和MPI的定量示踪。该纳米复合材料在弱酸性的微环境(pH = 6.5)下会发生降解进而持续释放DOX,并且Fe3O4纳米团簇也会逐渐分解并引起MPI信号变化。研究结果发现,该纳米复合材料诱导的MPI信号变化与阿霉素的释放速率呈线性相关(R2 = 0.99),并在细胞水平和肿瘤小鼠模型上证明了这一结论。

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Xingjun Zhu, Jianfeng Li, Bryan Ronain Smith. et al. Quantitative Drug Release Monitoring in Tumors of Living Subjects by Magnetic Particle Imaging Nanocomposite. Nano Letters. 2019

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01202

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01202

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