南方醫科大涂盈鋒《Advanced Science》：一種具有近紅外光響應的仿生納米平臺用于光熱及化療協同治療
近日，南方醫科大學涂盈鋒教授團隊在國際學術刊物Advanced Science（IF=15.804）發表了題為“Hyperthermia‐Triggered On‐Demand Biomimetic Nanocarriers for Synergetic Photothermal and Chemotherapy”的研究論文，并被選為當期的Frontispiece。該文主要開發了一種具有近紅外光響應的仿生納米平臺用于協同的光熱及化療。
在腫瘤治療領域，納米粒因其獨特的尺寸效應引起了廣泛的關注。然而納米粒的被動靶向效果相對有限，尤其對于單一化療藥物的遞送，往往容易引起全身的毒副作用且具有較高的腫瘤復發率。近年來，人們在化療的基礎上，逐漸發展了多種具有不同特色的腫瘤治療方法，如光熱療法、光動力學療法、饑餓療法等。然而，這些單一的療法都存在一定的缺陷而影響療效，多模式的協同治療有望革新腫瘤治療所面臨的困境。
涂盈鋒教授團隊與中山大學彭飛團隊及荷蘭埃因霍芬理工大學的Jan van Hest團隊展開合作，設計出了一種基于金納米棒的多功能仿生納米體系。研究人員以順鉑與透明質酸上的羧基之間的離子螯合作用為靈感，對金納米棒表面進行巰基透明質酸的改性，成功地在金納米棒表面交聯形成了凝膠載藥儲庫，使得經典抗癌藥物阿霉素與順鉑能夠同時實現負載。此外，為了達到更好的腫瘤靶向效果，該研究在納米載體表面包裹了腫瘤細胞膜，最終得到仿生納米體系。當與同源及非同源腫瘤細胞共孵育時，該仿生納米載體能夠選擇性地富集于同源腫瘤細胞內，表現出了優異的腫瘤靶向能力。采用尾靜脈注射24小時后，載體實現了在小鼠移植瘤內的大量富集。在近紅外激光的照射下，載體內核的金納米棒可產生光熱效應，局部的熱能觸發了負載化療藥物的釋放，從而實現針對腫瘤的協同的光熱及化療。該研究論文的第一作者單位和最后通信作者單位均為南方醫科大學藥學院，其中論文第一作者為藥學院2018級碩士研究生高俊彬，末位通訊作者為涂盈鋒教授；中山大學彭飛教授及荷蘭埃因霍芬理工大學的Jan van Hest教授為共同通訊作者。研究得到了中組部海外青年項目、國家自然科學基金、廣東省自然科學基金以及珠江學者等項目的支持。另外，涂盈鋒教授團隊在微納米馬達再生醫學領域取得了新的研究進展。研究結果以“Wireless Manipulation of Magnetic/Piezoelectric Micromotors for Precise Neural Stem-Like Cell Stimulation（無線操縱磁控壓電微馬達精準刺激類神經干細胞）”為題，在化學類國際材料科學期刊Advanced Functional Materials (IF=15.621)在線發表。該工作是與中山大學相互合作的成果。藥學院涂盈鋒教授、中山大學材料科學與工程學院彭飛教授為本文共同通訊作者。南方醫科大學碩士研究生劉璐為本文的第一作者。該研究受到國家自然科學基金、廣東省青年珠江學者項目的支持。奈梅亨大學Daniela A. Wilson教授參與了本項研究，為論文的共同作者。
中樞神經再生一直是生物醫學領域的重大課題。研究人員發現，除了不可分化的成熟神經細胞以外，中樞神經系統中仍存在著保持分化潛能的神經前體細胞即神經干細胞。如果能促使神經干細胞分化為神經細胞，替代受損的神經細胞，則有望修復神經回路。近幾十年來，有研究人員利用不同的誘導手段如電和化學信號分子（神經營養因子）來誘導神經干細胞分化。然而，它們面臨著有創，半衰期短，不可控等問題。因此，尋找更安全、更有效、更可控誘導神經干細胞分化的策略，仍然是神經生物醫學的一大挑戰。
為了解決這一難題，本文作者率先利用生物雜交技術構建了一類具有精準誘導類神經干細胞分化的多功能自驅動微納米馬達系統。通過在螺旋狀馬達系統中引入磁響應性材料，實現了馬達在外加磁場下的精準運動，從而定點到達預定的類神經干細胞表面。將超聲與壓電材料相結合，利用超聲所產生的機械應力來誘導馬達表面的壓電材料，使其產生直流電輸出，從而促進細胞在刺激位點形成軸突并實現分化。這是目前世界上首個利用磁控壓電功能來精準誘導類神經干細胞精準分化的報道。該體系巧妙地整合了可控運動、無創誘導神經干細胞分化等多種功能，在單細胞水平上實現了信號的精準輸入，有望解決當前神經干細胞分化缺乏精準控制的挑戰。論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.201903642https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201910108
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