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ACS Nano封面論文:上海藥物所甘勇研究員及合作團隊在抗腫瘤藥物遞送系統的物理調控機制方面取得重要進展
2019-07-30  來源:中國聚合物網

  2019年7月23號,《美國化學會納米》雜志(ACS Nano)以Chain length- and saturation-tuned mechanics of fluid nanovesicles direct tumor delivery為題,封面報道了中國科學院上海藥物研究所、上海中醫藥大學和北京大學合作的最新研究成果,該研究為理解小單層囊泡(SUV)的生物學行為,以及理性化設計脂質體藥物遞送系統提供了新視角和新思路。

封面

  生物體中普遍存在的SUV在各種生命過程中起著關鍵的信息傳遞和物質交換的作用。雖然已知SUV的機械性能對其體內的生物學行為和功能具有重要的調節作用,但其具體機制尚不清楚。

  上海藥物所甘勇研究員、上海中醫藥大學王瑞教授和北京大學易新特聘研究員團隊結合理論建模和實驗研究探討了磷脂的碳鏈長度和不飽和度對SUV力學行為的影響。發現磷脂鏈長和飽和度決定著SUV的機械性能:隨著鏈長的增加,SUV的剛度增加;隨著不飽和度的增加,SUV的剛度減;從而影響SUV的變形能力,并可能影響其體內運輸過程。

  基于以上結果,研究團隊選擇具有低、中、高剛度的SUV脂質體考察其抗腫瘤藥物遞送的能力。發現具有中等剛度的脂質體表現出最優的腫瘤間質(ECM)擴散、模擬腫瘤多細胞球(MCS)滲透和滯留的能力,具有最優的抗腫瘤效果。而剛度最大的脂質體因具有優異的細胞內化能力,具有中等的腫瘤遞送能力。通過高分辨顯微鏡觀測到具有中等剛度的脂質體能夠在MCS中轉變成“類棒狀”,從而具有“旋轉-跳躍”的能力,加速其中腫瘤組織中的滲透。而較軟的脂質體則形變為不規則狀,與腫瘤纖維間質會產生較強的吸附從而影響其滲透。該項研究結果繪制出具有不同碳鏈長度、不飽和度和剛度的SUV的詳細力學性能,可為理解SUV的生物學功能提供新線索,并提出脂質體力學性能可能是改善藥物遞送能力的設計參數。這些發現將有助于科學家們利用物理屬性(如形狀、力學性能等)設計高效的藥物載體。

  據悉,甘勇研究員及合作團隊近年來在藥物載體高效遞送的物理藥劑學研究方面取得了諸多成果。如:發現棒狀粒子特有的“旋轉-跳躍”運動方式能促進其在網格狀黏蛋白液體內的擴散速度;發現剛度適中的顆粒具有適宜的變形能力,易于穿越生物凝膠、細胞膜等多重屏障;提出了用相變溫度調控脂質體剛度并進一步影響其在生物凝膠中擴散的思想。相關成果陸續發表于PNAS 12, 5362 (2019);Nature Communications 9, 2607 (2018);Nano Letters 16, 7176 (2016);Journal of the Mechanics and Physics of Solids 112, 431 (2018)等雜志。

  該研究工作是在上海藥物所甘勇研究員、上海中醫藥大學王瑞教授和北京大學易新研究員的指導下,由碩士生代卓俞淼榮博士等人協作完成。該研究得到了國家自然科學基金和中國科學院戰略性先導科技專項的資助。國家納米中心施興華研究員團隊給予了有益的討論和幫助。來自上海交通大學和國家蛋白質中心的研究人員以多種方式提供了支持和幫助。

  論文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b01181

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(責任編輯:xu)
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