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河南省腦靶向生物納米藥物重點實驗室在Advanced Science發表最新研究成果

【新聞作者:生命科學學院  來自:  已訪問: 責任編輯:劉旭陽 】

納米遞送系統中,納米結構的物理性質包括大小、形狀、表面電荷、化學組成等,對藥物在靶向部位的積累有着較大的影響。對納米結構的物理參數進行優化,能夠提高藥物遞送效率、改善疾病治療效果。目前,針對納米載體的大小、形狀等物理性質對腫瘤富集、細胞攝入的影響已經有比較系統的研究。但納米載體彈性對藥物遞送的影響研究還不夠透徹,特別是對於腦部疾病的影響目前還鮮見報道。

基於此,河南省腦靶向生物納米藥物重點實驗室設計開發了一組具有不同彈性的高分子囊泡,用於比較其穿越血腦屏障(BBB)及靶向腦腫瘤細胞能力的差異。研究發現,硬度大的囊泡具有更高的BBB穿透能力、更多的細胞攝取、更強的腫瘤滲透及富集。該研究探究了不同彈性的聚合物囊泡對腦腫瘤靶向差異的影響,可為後續腦部疾病的納米載體設計提供參考。以上研究成果以“Tuning the Elasticity of Polymersomes for Brain Tumor Targeting”為題發表在Advanced Science (DOI:10.1002/advs.202102001,IF:16.806)上。實驗室博士生杜秋麗與鄭蒙博士為該論文共同第一作者,冰洋教授為通訊作者。

研究人員首先利用不同的交聯劑對兩嵌段聚合物PEG-P(PFPMA)自組裝形成的囊泡疏水中間層進行交聯。在不改變囊泡結構的條件下,獲得一組大小、電荷相同的高分子囊泡。因囊泡內部交聯劑的不同,表現出不同的彈性。研究人員通過動態學模擬計算證明,高分子囊泡的彈性與交聯劑的剛性密切相關。最後,在囊泡表面修飾腦腫瘤靶向肽,比較不同彈性高分子囊泡的腦腫瘤靶向能力。

不同彈性的囊泡顯示出不同的細胞攝入能力。硬度小的囊泡被腫瘤細胞攝入較少,而硬度大的囊泡則能更多的進入細胞。同時,體外的BBB穿透模型也顯示,硬度大的囊泡具有更強的BBB穿透能力。為了比較不同彈性的囊泡在腫瘤組織內部的滲透能力,研究人員採用體外腫瘤球模型,比較不同彈性的囊泡在腫瘤球中的滲透深度。發現硬度大的囊泡滲透更深,有更強的腫瘤滲透能力。結合已有研究推斷,在硬度較大的情況下,囊泡形變能力較弱,有更多的靶向分子能夠與細胞膜表面受體結合,從而顯示出較強的細胞攝入能力。

同時,研究人員採用腦腫瘤原位荷瘤小鼠模型比較了該系列囊泡的體內腫瘤積累能力,發現在體內綜合因素的影響下,硬度大的囊泡由於具有更強BBB穿透及細胞攝入與腫瘤滲透,在腦部積累更多。

河南大學-麥考瑞大學生物醫學聯合創新中心(JCBI)籌建於 2015 年 9 月, 2016 年獲批“河南省納米生物醫學國際聯合實驗室”,2018 年獲批“河南省生物納米醫學學科創新引智基地”,2019 年河南大學和麥考瑞大學簽約,聯合中心正式揭牌成立,2020 年獲批“河南省腦靶向生物納米藥物重點實驗室”建設。另外,聯合中心還牽頭組建了河南大學“AIE生物納米技術中心”,加強河南大學生物學與化學、醫學、材料科學、藥學的交叉融合,培育相關學科新的增長點。中心成立以來,共獲批國家及省部級項目近40項,總經費1600餘萬元,其中包括中組部高層次青年人才項目1項(河大首次)、國家重點研發計劃青年項目1項(河南省首次)、國家自然科學基金13項;發表文章30餘篇,其中包含Nature Communications (IF:14.919, Nature子刊) 、Science Advances (IF:14.136, Science子刊) 、Trends in Biotechnology (IF:19.536, Cell子刊) 、Advanced Materials (IF:30.849,4篇) 、Advanced Science (IF:16.806,2篇) 、Advanced Functional Materials (IF:18.808) 、Angewandte Chemie International Edition (IF:15.336) 、Nano Letters (IF:11.189) 、Biomaterials (IF:12.479,2篇),Small (IF:13.281,2篇) 等;申請中國發明專利20餘項,獲批15項,成果轉化1項,申請國際專利5項。上述系列成果有效支撐了我校生物學“一流學科”的建設,推動了生物學與相關學科的交叉融合及“生物學+”的發展。

論文鏈接://doi.org/10.1002/advs.202102001

錄入時間:2021-09-13[打印此文]【淘寶官方集運】[關閉窗口]

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