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西安交大陳鑫教授團隊構(gòu)建納米調(diào)節(jié)器實現(xiàn)腫瘤協(xié)同治療
2021-06-22  來源:高分子科技

  低氧氣含量、高過氧化氫濃度等腫瘤特有微環(huán)境被公認為是腫瘤生長的溫床,對腫瘤的增殖、分化和遷移起著至關重要的作用。雖然一系列針對不同腫瘤微環(huán)境的刺激響應性納米材料已經(jīng)被開發(fā)出來,并與放化療制劑相結(jié)合,在一定程度上實現(xiàn)了微環(huán)境觸發(fā)的精準治療。然而,如何在利用相應微環(huán)境的同時對其進行操縱,將促瘤微環(huán)境逆轉(zhuǎn)為抑瘤微環(huán)境從而徹底破壞腫瘤賴以生存的“土壤”,進而實現(xiàn)高效協(xié)同治療依然是個難題。


  近日,西安交通大學化工學院陳鑫教授團隊與空軍軍醫(yī)大學金巖教授/劉世宇副教授團隊以偶聯(lián)血紅蛋白(Hb)和亞鐵離子(Fe2+)的聚多巴胺(PDA)為核,葡萄糖氧化酶(GOD)為殼,葉酸(FA)修飾的聚乙二醇(PEG)為冠,開發(fā)了一種腫瘤微環(huán)境納米調(diào)節(jié)器。基于FA(腫瘤靶向劑)、Hb(供氧劑)、Fe2+(生成羥基自由基的催化劑)、GOD(消耗葡萄糖的催化劑)和PDA(光熱劑)的協(xié)同作用,納米調(diào)節(jié)器通過腫瘤靶向聚集、持續(xù)供氧、消耗葡萄糖、產(chǎn)生H2O2和HO·、以及光熱轉(zhuǎn)換等序列過程,對腫瘤組織內(nèi)乏氧程度、葡萄糖含量、自由基濃度、局部溫度等微環(huán)境進行有效操縱,實現(xiàn)了高效的腫瘤協(xié)同治療。此外,引入的PEG鏈可有效防止血清蛋白干擾和免疫清除,而PDA作為抗氧化劑,既能不斷地將被氧化的Fe3+還原為Fe2+為化學動力學治療持續(xù)提供充足的催化劑又可以保護Hb免受治療過程中自氧化所引起的供氧能力喪失。  


圖1、納米調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)及功能示意圖


  相關成果以“On-demand Manipulation of Tumorigenic Microenvironments by Nano-Modulator for Synergistic Tumor Therapy”發(fā)表在Biomaterials上(Biomaterials, 2021, 275, 120956)。該研究工作由西安交通大學化工學院陳鑫教授團隊和空軍軍醫(yī)大學金巖教授/劉世宇副教授團隊合作完成,西安交通大學化工學院博士研究生袁萍耘、空軍軍醫(yī)大學博士研究生竇庚為該文章共同第一作者,西安交通大學陳鑫教授與空軍軍醫(yī)大學劉世宇副教授為共同通訊作者。同時得到了空軍軍醫(yī)大學金巖教授、西安交通大學第一附屬醫(yī)院初大可教授,以及國家自然科學基金、陜西省自然科學基金、西安交通大學“青年拔尖人才支持計劃”等項目的大力支持。



  原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142961221003124


通訊作者簡介:


  陳鑫,西安交通大學化工學院教授,中組部萬人計劃青年拔尖人才,陜西省百人計劃學者,陜西省優(yōu)秀留學歸國人員,英國皇家化學會2020新銳科學家,西安交通大學A類青年拔尖人才,中國生物醫(yī)學工程學會組織工程與再生醫(yī)學分會委員,中華口腔醫(yī)學會口腔生物醫(yī)學專業(yè)委員會委員,納米腫瘤學專委會青年委員。先后主持國家自然科學基金、省部級自然科學基金等十余項。主要從事智能醫(yī)用材料的研究,在Nature Biomedical Engineering, Science Translational Medicine, Science Advances, Advanced Materials, Advanced Functional Materials, ACS Nano, Biomaterials等國際知名學術(shù)期刊上發(fā)表科研論文60余篇,受邀撰寫學術(shù)專著3章,申請/授權(quán)國家發(fā)明專利13項。目前擔任學術(shù)期刊Pharmaceutics、Nano Biomedicine and Engineering編委, Chinese Chemical Letters青年編委。


  劉世宇,空軍軍醫(yī)大學第三附屬醫(yī)院副教授,入選教育部“青年長江學者”、中國科協(xié)“青年人才托舉工程”。研究結(jié)果在Cell Metabolism、Nature Biomedical Engineering、Science Translational Medicine、Science Advances、Autophagy、Journal of Extracellular Vesicles等雜志發(fā)表。獲得陜西省青年科技新星、全軍優(yōu)秀博士論文、陜西省科學技術(shù)一等獎、第二屆中國組織工程與再生醫(yī)學優(yōu)秀青年研究獎、中華口腔醫(yī)學會口腔生物醫(yī)學優(yōu)秀青年研究獎一等獎等獎項。擔任中國生物醫(yī)學工程學會組織工程與再生醫(yī)學分會第四屆委員會常務委員、中華口腔醫(yī)學會第三屆口腔生物醫(yī)學專業(yè)委員會委員、顱頜面再生與修復教育部工程研究中心副主任、Bio-design and Manufacturing雜志副主編等職務。

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(責任編輯:xu)
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