纳米生物医学前沿每周精选丨0603-0609
纳米人 纳米人 2019-06-12

1. 川大AFM:MOF衍生的纳米碳化物用于化学-光热杀灭细菌和伤口消毒

致病菌引起的严重传染病已成为全球公共卫生面临的重大威胁之一。与其他抗菌方法相比,具有化学-光热治疗功能的抗菌材料则有着更为明显的优势。而开发可以快速、安全、协同地对抗致病菌的抗菌纳米制剂也仍然是目前研究领域中的一项难题。四川大学程冲教授团队、马朗团队和赵长生教授团队设计了一种MOF衍生的,具有对近红外(NIR)光响应能力和尺寸转换能力的纳米碳化物来解决这一问题。实验首先合成了具有化学光热杀菌能力的MOF衍生纳米碳化物,并在其表面包覆了一层热敏凝胶层以使其获得可以on-off捕获细菌的能力。最终所制备的纳米碳化物在近红外辐射下具有较高的光热转换效率和由纳米分散体向微米聚集体的快速尺寸转化性能,这使得纳米碳化物能够产生大量局部热量和丰富的Zn2+离子,进而直接破坏细菌膜和细胞内蛋白。这些纳米碳化物不仅在极低剂量下就具有接近100%的杀菌率,而且具有与万古霉素相当的高效、安全的伤口消毒活性,因此具有广阔的应用前景,有望作为广谱抗菌药物的替代品。

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Ye Yang, Chong Cheng, Lang Ma, Changsheng Zhao. et al. Size-Transformable Metal–Organic Framework–Derived Nanocarbons for Localized Chemo-Photothermal Bacterial Ablation and Wound Disinfection. Advanced Functional Materials. 2019

DOI: 10.1002/adfm.201900143

https://doi.org/10.1002/adfm.201900143

 

2. Angew:可扩展的无保护合成ovatodiolide及其对抗肝癌干细胞的生物学评估

南开大学丁亚辉、王良陈悦教授团队首次开发了一种简洁可可扩展的6步合成ovatodiolide的路线。实验利用这一合成路线能够测定这类天然产物迄今未知的立体化学结构。研究通过对4种天然ovatodiolides和3种类似物的细胞进行生物学检测分析,结果表明合成的天然产物isoovatodiolide能显著降低肝癌干细胞的数量,并降低HepG2细胞的成瘤能力。

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Junhong Xiang, Yahui Ding, Liang Wang, Yue Chen. et al. Ovatodiolides: Scalable Protection-free Syntheses, Configuration Determination and Biological Evaluation against Hepatic Cancer Stem Cells. Angewandte Chemie International Edition. 2019

DOI: 10.1002/anie.201904096

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201904096

 

3. AFM:具有AIE效应的多杂环用于实现生物胺的可视化和对肠道pH的研究

酸碱平衡对生物体的正常生理、代谢和功能至关重要。因此,迫切需要发展有效的技术来在体内外监测酸碱平衡的变化。香港科技大学J. W. Y. Lam团队和唐本忠院士团队合作研制了一种快速响应、可逆的氨荧光传感器,其检测限为960 ppb,可用于生物胺和海产品腐败的检测。此外,该聚合物纳米粒子在细胞成像中也显示出良好的溶酶体靶向特异性。该多杂环具有较宽的酸碱反应窗口,在pH值1~9之间表现出比率式的pH传感行为,这也为直观研究胃肠道的生理pH提供了可行性。实验以多刺裸腹蚤为模型生物,利用该多杂环对其肠道pH值进行体内研究证明,其前肠、中肠和后肠的pH值从4.2增加到了7.8。

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Yubing Hu, Jacky W. Y. Lam, Ben Zhong Tang. et al. Visualization of Biogenic Amines and In Vivo Ratiometric Mapping of Intestinal pH by AIE-Active Polyheterocycles Synthesized by Metal-Free Multicomponent

Polymerizations. Advanced Functional Materials. 2019

DOI: 10.1002/adfm.201902240

https://doi.org/10.1002/adfm.201902240

 

4. Adv. Sci.:纳米载体用于在植物体内的靶向给药治疗葡萄藤干疾病

纳米载体(NC)介导的药物递送在医学领域已经得到了广泛的研究,但迄今为止还没有在农业上得到应用。德国IBWF的Jochen Fischer团队和马普所Frederik R. Wurm团队合作介绍了首例利用NC治疗葡萄藤干疾病Esca的方法。在世界范围内,每年有20多亿株葡萄植株会感染这种疾病并造成15亿美元的损失,而目前也只有重复喷洒杀菌剂才能降低感染率。实验将针对Esca的杀菌包裹在可生物降解的木质素NCs中。每一树干注射<10毫克的杀菌剂即可使受感染的植物痊愈。并且,植物只有在被Esca感染后才会产生由真菌分泌的木质素水解酶,进而降解木质素NC释放杀菌剂,因此其在体外和植物体内具有特异的抗菌活性。研究结果证明,所有经过治疗的植物在治疗几周后感染症状均明显缓解,在对其生存状态进行了长达5年的监测后证明了这种基于NC的治疗策略的长期有效性。这一研究证明了NC介导的农药递送具有很好的实效性,这一概念也可以推广到世界范围内的其他植物病害,以减少大量喷洒农药所造成的负面影响。

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Jochen Fischer, Frederik R. Wurm. et al. Targeted Drug Delivery in Plants: Enzyme-Responsive Lignin Nanocarriers for the Curative Treatment of the

Worldwide Grapevine Trunk Disease Esca. Advanced Science. 2019

DOI: 10.1002/advs.201802315

https://doi.org/10.1002/advs.201802315

 

5. AFM:利用仿生复合支架操纵干细胞以治疗类风湿关节炎

干细胞移植是治疗类风湿关节炎(RA)的一种很有前途的替代疗法,具有抑制自身免疫性炎症和预防关节损伤的作用。然而,基于干细胞移植的RA疗法也具有干细胞迁移能力差、局部保留能力弱和不受控制的分化等缺点。吉林大学林权教授团队和吉林大学第二医院王金成团队、刘贺团队合作设计了一个结构和功能优化的负载骨髓干细胞(BMSCs)的支架用于治疗RA。该复合支架由3D打印的多孔金属支架(3DPMS)和柔性多功能多糖水凝胶组成。该复合材料支架上的水凝胶具有自愈性、可注射性、良好的生物相容性和可生物降解性,这使得合成的支架具有许多类似于细胞外基质(ECM)的特性。实验利用支架对BMSCs进行包封后将水凝胶注入3DPMS的内孔得到BMSCs@3DPMS/水凝胶。研究结果证明BMSCs@3DPMS/水凝胶对治疗RA有很好的效果,并且除了RA外,该支架也可作为治疗其他各种骨科疾病的理想生物材料。

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Yue Zhao, He Liu, Jincheng Wang, Quan Lin. et al. Biomimetic Composite Scaffolds to Manipulate Stem Cells for Aiding Rheumatoid Arthritis Management. Advanced Functional Materials. 2019

DOI: 10.1002/adfm.201807860

https://doi.org/10.1002/adfm.201807860

 

6. 张先正ACS Nano:Mn(III)密封的MOF纳米系统用于氧化还原解锁的肿瘤诊疗

武汉大学张先正教授团队设计并构建了一种基于Mn(III)与卟啉(TCPP)配位的MOF纳米系统。Mn(III)作为一种密封剂,不仅可以抑制基于TCPP的荧光,还可以抑制活性氧(ROS)的生成,使MOFs成为一种惰性的肿瘤诊疗纳米粒子。而在被肿瘤细胞内吞后,由于Mn(III)与谷胱甘肽(GSH)会发生氧化还原反应,MOFs在肿瘤细胞内会被细胞内的GSH的分解为Mn(II)和游离TCPP。这种分解将会消耗GSH并激活基于锰(II)的磁共振成像(MRI)以及基于TCPP的荧光成像。并且,GSH调控的TCPP释放也可用于在辐照下实现可控的ROS生成,避免了炎症的产生和对正常组织的损伤。因此,在利用GSH解除锁定后,Mn(III)密封的MOFs可以实现可控的ROS生成并有效消耗GSH,进而显著提高光动力治疗的效果。

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Shuang-Shuang Wan, Xian-Zheng Zhang. et al. A Mn(III)-Sealed Metal−Organic Framework Nanosystem for Redox-Unlocked Tumor Theranostics. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b00300

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b00300

 

7. ACS Nano:源于干细胞的外泌体用于治疗自身免疫性和神经退行性疾病

为了分析干细胞移植的治疗机制和开发可以治疗自身免疫性和神经退行性疾病的基于外泌体的纳米治疗药物,加州大学Weian Zhao团队使用实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)小鼠模型评估了人间充质干细胞(MSCs)分泌的外泌体治疗多发性硬化的效果。结果发现,静脉注射由IFNγ刺激MSCs产生的外泌体IFNγ-Exo后,可以(1)减少老鼠的EAE临床等级;(2)减少髓鞘脱失;(3)减少神经炎症,(4)下调EAE小鼠脊髓内CD4 + CD25 + FOXP3 +调节性T细胞的数目。实验将IFNγ-Exo和激活的周围神经病变血单核细胞(PBMCs)共孵育后发现其可以在体外降低PBMC的细胞增殖和促炎因子的表达水平,同时增加免疫抑制细胞因子的水平。此外,实验发现IFNγ-Exo具多个抗炎和神经保护蛋白质。这一研究结果不仅有助于了解干细胞移植的治疗机制,也表明MSCs衍生的外泌体可以作为一种无细胞疗法用于治疗治疗自身免疫性和中枢神经系统疾病。

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Milad Riazifar, Weian Zhao. et al. Stem Cell-Derived Exosomes as Nanotherapeutics for Autoimmune and Neurodegenerative Disorders. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b01004

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b01004

 

8. ACS Nano:近红外光激活的分子纳米机器可钻入并杀死细胞

莱斯大学James M. Tour团队、北卡罗莱纳州立大学王谷峰团队和英国杜伦大学Robert Pal团队利用双光子激发(2PE)可以使得分子纳米机器 (MNMs)能够穿透细胞膜杀死细胞。这可以有效避免之前用更具有破坏性的紫外线去诱导纳米机器产生细胞杀伤效应所造成的副作用。2PE具有很好的共焦性,因此可以实现极高的精度。而MNMs可以通过引入多肽实现对特定细胞的靶向。

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Dongdong Liu, Gufeng Wang, James M. Tour, Robert Pal. et al. Near-Infrared Light Activates Molecular Nanomachines to Drill into and Kill Cells. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b01556

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b01556

 

9. CM:负载镧系复合物的聚合物纳米粒子用于无背景单粒子活细胞成像

由于细胞和组织具有自发荧光,因此要在复杂的生物介质中对单个分子和纳米颗粒进行成像具有很高的挑战性。镧系化合物具有非常长的发光寿命,非常适用于进行时间门控成像并可以大大降低自发荧光的背景。但是它们也有着低亮度和低的光子通量等不足。巴黎萨克莱大学Niko Hildebrandt团队和斯特拉斯堡大学Andreas Reisch团队合作,利用尺寸为10,20和30纳米的聚合物纳米粒子去封装大量的铕复合物,最终所得到的粒子的量子产率大于0.2,每粒子的亮度可达4 × 107 M−1 cm−1。得益于这些特性,它们可以在低光照强度(0.24 W cm-2)和低采集时间(300 ms)的条件下实现单粒子水平的成像,并可以被内化到活细胞中,进而在与活标本可兼容的光照条件下通过时间门控成像对它们进行监测。实验结果证明,这些负载镧系复合物的聚合物纳米粒子可用于高灵敏度和无自发荧光背景的成像,有望成为一种可快速跟踪单个生物分子的细胞内探针。

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Marcelina Cardoso Dos Santos, Anne Runser, Niko Hildebrandt, Andreas Reisch. et al. Lanthanide-Complex-Loaded Polymer Nanoparticles for Background-Free Single-Particle and Live-Cell Imaging. Chemistry of Materials. 2019

DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b00576

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.9b00576

 

10. Angew:Tm3+敏化的NIR-II区荧光纳米晶体用于体内信息存储和解码

近红外II区(NIR-II)的活体荧光成像具有较深的组织穿透性和较高的空间分辨率等优点。复旦大学张凡教授团队提出了一种新型的Tm3+敏化的镧纳米晶体,其激发(1208 nm)和发射(1525 nm)均位于NIR-II窗口,可以用于体内光学信息的存储和解码。并且,利用其具有的可调谐的荧光寿命还可提高它的光学多路复用编码能力。实验通过将NIR-II荧光寿命多路复用编码的二维QR码微器件植入小鼠体内,证明了可以通过时间门控荧光成像技术对其成功解码。

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Hongxin Zhang, Fan Zhang. et al. Tm3+ Sensitized 1208 nm Excitation and 1525 nm Emission NIR-II Fluorescent Nanocrystals for In vivo Information Storage and Decoding. Angewandte Chemie International Edition. 2019

DOI: 10.1002/anie.201903536

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201903536

 

11. Angew:CO2激活的聚合物泡囊与胶束之间的可逆转变

北京化工大学李敏慧团队利用两亲性嵌段共聚物PEG-b-P(DEAEMA-co-TPEMA)制备了一种具有AIE效应和对CO2响应的荧光聚合物泡囊。实验使用四种具有不同DEAEMA/TPEMA和亲水/疏水比例的嵌段共聚物,在THF/水和二氧六环/水体系中通过纳米沉淀法制备了多种AIE聚合物,并选择了PEG45-b-P(DEAEMA36-co-TPEMA6)聚合物泡囊来进行CO2响应性的研究。结果发现,CO2会使得聚合物泡囊转化为球形小胶束,而Ar则会使得胶束回到聚合物泡囊的状态。得益于此,该聚合物泡囊在传感器、纳米反应器或控制释放系统等方面将具有很好的应用前景。

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Dapeng Zhang, Yujiao Fan, Min-Hui Li. et al. CO2-activated reversible transition between polymersomes and micelles with AIE fluorescence. Angewandte Chemie International Edition. 2019

DOI: 10.1002/anie.201905089

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201905089

 

12. CM:无模板合成化学不对称的二氧化硅纳米管用于选择性货物负载和药物缓释

复旦大学王亚军团队采用一种简便、无模板的方法制备了具有化学不对称表面(硅烷功能化的外表面和带负电荷的内表面)的二氧化硅纳米管(NTs),其直径为25纳米,壳层厚度为1 5纳米。由于其具有化学不对称特性,因此可以通过静电相互作用来选择性地将的正电荷货物装载到二氧化硅NTs中。实验通过NTs中的预组装聚酰胺-胺树枝状大分子的介导作用可以有选择性地将不同的贵金属纳米粒子沉积在NTs中。由于具有高的比表面积和细长的孔隙结构(长度可到微米),NTs具有很高的负载正电荷治疗试剂的效率(80 wt %),而将其组装成膜结构后则可以进行几个月的药物缓释行为。

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Chao Deng, Yajun Wang. et al. Template-Free Synthesis of Chemically Asymmetric Silica Nanotubes for Selective Cargo Loading and Sustained Drug Release. Chemistry of Materials. 2019

DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b01530

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.9b01530

 

13. 浦侃裔Nature Mater.:分子光学成像探针用于药物性急性肾损伤的早期诊断

药物性急性肾损伤(AKI)是一种高发病率、高死亡率的疾病,但是目前临床对其诊断的效果不佳,对其药物发现的评价也不够充分。新加坡南洋理工大学浦侃裔教授团队设计了一种具有高效的肾清除效率的分子肾脏探针(MRPs)用于对AKI进行体内光学成像。MRPs的近红外荧光或化学发光信号可以被AKI的前期生物标记物特异性地激活,这使得该探针可以对实验小鼠肾脏内的多个分子事件进行纵向成像。实验结果表明,该探针可以在原位对氧化应激、溶酶体损伤和细胞凋亡的相继发生情况进行报告,而这些分子事件都先于AKI的临床表现(肾小球滤过降低)而发生。因此,这种成像机制使得MRPs能够比现有的成像方法提前了至少36小时来无创地检测出顺铂药物诱导的AKI发病情况。并且,MRPs还可以作为一种光学尿液分析的外源性示踪剂,其效果也优于目前的临床/临床前检测试剂。综上,MRPs在AKI早期诊断方面具有非常广阔的临床应用前景。

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Jiaguo Huang, Kanyi Pu. et al. Molecular optical imaging probes for early

diagnosis of drug-induced acute kidney injury. Nature Materials. 2019

https://doi.org/10.1038/s41563-019-0378-4

 

14. Nature Mater.:利用CRISPR纳米制剂对血液干细胞和祖细胞进行定向修复

在造血干细胞和祖细胞中进行CRISPR基因编辑已经成为许多疾病的一种潜在的治疗模式。目前这一治疗过程需要使用电穿孔,有时还需要进行病毒转导。虽然这种复杂的操作可以对某些基因位点进行高水平的基因编辑,但是也会产生细胞毒性。华盛顿大学Jennifer E. Adair团队开发了一种基于胶体金纳米颗粒的CRISPR纳米制剂,它具有独特的负载设计因而能够在不需要电穿孔或病毒转导的条件下进入细胞。这种高度单分散的纳米制剂可以避免被溶酶体捕获,可以在不产生毒性的情况下进入人类原始血液祖细胞的细胞核。实验结果表明,该纳米制剂介导的CRISPR核酸酶在多个治疗区域位点的基因编辑是非常持续且高效的。由纳米制剂处理过的小鼠原代细胞的移植动力学相较未处理的细胞来说会更好,而二者的分化则无明显差异。

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Reza Shahbazi , Jennifer E. Adair. et al. Targeted homology-directed repair in blood stem and progenitor cells with CRISPR nanoformulations. Nature Materials. 2019.

https://doi.org/10.1038/s41563-019-0385-5

 

15. Angew:利用光交联荧光传感器对线粒体硝基还原酶进行单分子成像

许多生物大分子聚集在特定的亚细胞区域。就酶类而言,这种聚集在很大程度上会决定它们的生物学功能。硝基还原酶是一种能将硝基还原为胺的酶,在解毒和前药活化中起着重要作用。虽然目前研究已在哺乳动物细胞中检测到活性硝基还原酶,但这种其在亚细胞中的定位仍不能确定。苏黎世联邦理工学院Pablo Rivera-Fuentes团队设计了一种荧光探针,它可以对线粒体内的硝基还原酶活性进行超高分辨率的成像。该探针可被硝基还原酶和光依次激活,产生光交联的活性酶加合物。结合线粒体光激活标记物,实验利用该探针进行了双色的三维单分子定位观察,从而实现了对线粒体中的活性硝基还原酶进行成像。

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Zacharias Thiel, Pablo Rivera-Fuentes. Single-Molecule Imaging of Active Mitochondrial Nitroreductases using a Photo-Crosslinking Fluorescent Sensor. Angewandte Chemie International Edition. 2019

DOI: 10.1002/anie.201904700

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201904700

 

16. ACS Nano:仿生纳米界面协调巨噬细胞的极化并募集间充质干细胞以促进内源性骨再生

宿主对骨生物材料的免疫反应决定了其在体内的命运和骨再生的结果。而具有纳米尺度的生物材料界面则可以调节干细胞的成骨分化和局部免疫反应。北京大学口腔医院刘燕团队制备了具有骨样交错纳米界面的纤维内矿化胶原(HIMC),并研究了其在内源性骨再生过程中的免疫调节和募集间充质干细胞(MSC)的特性。HIMC可以通过促进CD68+CD163+ M2巨噬细胞极化和CD146+ STRO-1+宿主MSC在骨缺损中的富集来有效地诱导新骨形成。并且,HIMC可以促进M2巨噬细胞极化和白细胞介素(IL)-4分泌以促进MSC成骨分化。实验通过将负载有HIMC和IL-4的支架植入到下颌骨缺损中,证明了其可以显著增强骨再生和CD68+CD163+ M2巨噬细胞的极化。而氯膦酸盐脂质体对单核细胞/巨噬细胞的消耗则会严重损害HIMC的骨再生效果,但并不影响其对MSC的募集作用。因此,这仿生设计的分级纳米界面具有募集宿主间充质干细胞并通过IL-4免疫调节巨噬细胞极化促进内源性骨再生的能力。

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Shan-Shan Jin, Yan Liu. et al. A Biomimetic Hierarchical Nanointerface Orchestrates Macrophage Polarization and Mesenchymal Stem Cell Recruitment To Promote Endogenous Bone Regeneration. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b00489

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b00489

 

17. 东华大学AFM:柔性无机纳米纤维构建三维超弹性支架用于骨再生

东华大学李晓然、丁彬教授合作,以壳聚糖为键合位点,采用本征刚性、结构柔性的电纺二氧化硅纳米球(SiO2 NF-CS)通过冻干技术组装制备了超弹性三维陶瓷纤维支架。SiO2 NF-CS支架在水介质中表现出良好的弹性,可以完全从被80%的压缩状态中恢复、且具有快速的恢复速率(>500 mm min-1)和良好的抗磨损性能(> 10000次压缩循环)。SiO2 NF-CS支架可以诱导人间充质干细胞(hMSC) 伸长并向成骨细胞分化。实验通过将压缩了的SiO2 NF-CS支架植入兔子的不同形状的下颌骨缺损中,证明了其在体内的自适应能力,并可以使得骨缺损自发地恢复。研究利用大鼠颅骨缺损修复实验和细胞(hMSC)组织形态学分析证实了该支架可以促进骨形成并使血管化增强。这一研究制备的三维陶瓷纤维支架能较好地匹配不规则形状或不同种植部位的骨缺损,因而具有良好的临床应用前景。

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Lihuan Wang, Xiaoran Li, Bin Ding. et al. 3D Superelastic Scaffolds Constructed from Flexible Inorganic Nanofbers with Self-Fitting Capability and Tailorable Gradient for Bone Regeneration. Advanced Functional Materials. 2019

DOI: 10.1002/adfm.201901407

https://doi.org/10.1002/adfm.201901407

 

18. Small:基于碳点的红色双光子发射荧光探针用于对细胞内pH的检测

细胞内pH与许多生物学过程,包括细胞增殖、凋亡、内吞过程、信号转导和酶活性等密切相关。荧光探针已经成为检测细胞内pH的重要手段,但现有的荧光探针还存在很多的局限性,如需要繁琐的合成过程、响应范围不合适和发射波长不够长等等。湖北大学李贞博士刘志洪教授合作,采用简便的一锅水热法制备了一种基于碳点的红色双光子发射荧光探针(pH-CDs)用于对细胞内pH的检测。pH-CDs对pH的响应性范围是1.0-9.0,线性范围为3.5-6.5。研究结果表明,对pH依赖的荧光信号是通过CDs的聚集和分解这一过程进行调控的。并且,pH- CDs还可以被成功地用于对细胞、组织和斑马鱼体内的pH波动情况金检测和可视化,因此具有重要的实际应用价值。

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Xiaoxue Ye, Zhen Li, Zhihong Liu. et al. A Red Emissive Two-Photon Fluorescence Probe Based on Carbon Dots for Intracellular pH Detection. Small. 2019

DOI: 10.1002/smll.201901673

https://doi.org/10.1002/smll.201901673

 

19. Nature Biotech.:基因编辑用于免疫细胞治疗

通过对自体T细胞进行基因修饰使其表达靶向B细胞抗原CD19的嵌合抗原受体(CAR)的方法已被证明在B细胞恶性肿瘤患者中会产生很好的临床效果,目前也已作为抗癌药物上市。在这一成功实践的基础上,免疫细胞工程技术也正在迅速发展,并为一些重大的医学难题提供了创造性的解决方案,例如解决靶向抗原选择的局限性和克服不良的肿瘤微环境等等。并且,创新地设计抗原受体并结合基因转移和基因编辑技术的进步,使得目前T细胞工程具有多种多样的功能。而随着这些技术被应用于其他免疫细胞如自然杀伤细胞、造血细胞和诱导多能干细胞,癌症和其他疾病的治疗也有望取得新的突破。麻省总医院Marcela V. Maus团队综述讨论了用于免疫细胞治疗的基因编辑研究,并对这些方法的临床转化早期结果以及基因修饰或基因编辑细胞疗法的前景进行了展望。

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Stefanie R. Bailey, Marcela V. Maus. Et al. Gene editing for immune cell therapies. Nature Biotechnology. 2019

https://www.nature.com/articles/s41587-019-0137-8

 

20. AM:MOF包封质粒DNA用于高效的基因递送和表达

基因分子在胞内的递送和功能化在基于基因的诊疗过程中起着重要作用。目前,利用非病毒载体来对质粒DNA (pDNA)进行递送进而实现高效的胞内基因表达的研究也受到越来越多的关注。格里菲斯大学赵慧君团队、Ming Q. Wei团队和国家纳米科学中心唐智勇团队合作,采用仿生矿化和共沉淀法将pDNA包封到ZIF-8和ZIF-8聚合物载体中。pDNA分子在该纳米结构中均具有良好的分布,并且该纳米结构对其也有着很好的酶降解保护作用。实验通过使用聚乙烯亚胺(PEI) 25kD作为包覆剂,使得纳米结构具有增强的负载、更好的pH响应释放性以及更强的结合pDNA的能力。在体外实验中,研究利用ZIF-8-PEI 25kD载体使得pDNA的细胞摄取和溶酶体逃逸得到了很大的改善,进而使得基因表达成功且转染效率很高,并可与昂贵的商业试剂相媲美。

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Yantao Li, Ming Q. Wei, Huijun Zhao, Zhiyong Tang. et al. Encapsulation of Plasmid DNA by Nanoscale Metal–Organic Frameworks for Effcient Gene Transportation and Expression. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201901570

https://doi.org/10.1002/adma.201901570

 

21. Nano Lett.:超薄氧化石墨炔纳米片用于肿瘤再氧化和血液灌注增强光动力治疗

扩散受限和灌注受限导致的乏氧与肿瘤的发展、转移和治疗耐药性密切相关。而能同时有效克服这两种类型的乏氧以提高癌症治疗效果的策略目前还尚未见报道。中国科学技术大学王育才教授团队和徐航勋教授团队通过使用仿生超薄氧化石墨炔(GDYO)纳米片,有效解决了这两种类型的乏氧可以进而实现了理想的光动力治疗(PDT)效果。实验通过将石墨炔(GDY)进行氧化剥离来制备GDYO纳米片,它能够利用近红外辐射来有效地催化水的氧化释放O2并生成单线态氧(1O2)。同时,GDYO纳米片还具有良好的光热转换性能,其光热转换效率为60.8%。因此,实验通过在GDYO纳米片表面包覆iRGD肽修饰的红细胞膜(i-RBM)后可以实现肿瘤靶向,进而同时实现肿瘤再氧化和血液灌注以增强PDT。

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Wei Jiang, Hangxun Xu, Yucai Wang. et al. Tumor Reoxygenation and Blood Perfusion Enhanced Photodynamic Therapy using Ultrathin Graphdiyne Oxide Nanosheets. et al. Nano Letters. 2019

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01458

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01458

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