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目前研究方向

本課題組的研究集中在以新功能材料的設計與合成為基礎的生物納米材料/工程的研究。主要研究工作內容為新功能生物納米材料的設計與合成、智能納米材料與藥物及生物大分子的組裝及智能納米載體材料在生物、醫學上的應用， 特別是智能納米藥物載體用于癌癥的治療和早期診斷。該研究是化學、材料、高分子、化學工程、生物工程、分子/細胞生物學、藥學、腫瘤醫學、臨床醫學等學科的交叉。不同專業背景的同學在應用自己的專業知識的同時，將與其它專業背景的同學及臨床醫師合作進行科研工作并完成課題。因此，上述專業的同學都可以找到自己感興趣的課題，并得到多學科背景的綜合訓練，大大拓寬知識面。

熱忱歡迎各專業的同學加入到本課題組！
 
一、用于癌癥治療的納米藥物載體的設計與合成
研究方向包括新型納米載體的設計與合成、靶向納米藥物的制備、納米藥物的體外毒性及機理、納米藥物在細胞內的傳輸過程、納米藥物的體內（裸鼠）的靶向性能和藥效（如抗癌性能）、臨床實驗等。 目前的工作之一是研制能夠靶向腫瘤細胞器的納米藥物載體，從而將藥物直接輸送到它們的作用靶點，使藥物同時避開各種抗藥機制, 提高藥物的藥效。本納米藥物的優點是藥物直接到達其作用靶點、克服多種抗藥機制。
圖 1.癌細胞的抗藥機制
圖 2.  激光共聚焦觀察納米藥物載體在腫瘤細胞核中的定位
圖 3. 三維構建
 
二、高效非病毒基因輸送載體的設計
通過基因療法 (Gene Therapy), 即將目標基因導入靶細胞的核內以表達所需蛋白從而達到治療之目的，可以改變癌細胞來降低其包括細胞核內抗藥機制在內的各種抗藥性?；虔煼ǖ钠款i是基因的靶向傳送。病毒類載體介導的基因傳送具有高的轉染率和良好的靶向性，但多個臨床實驗發現病毒類載體容易引起人體復雜的免疫反應而導致病人死亡并會致癌。陽離子型聚合物也可用做基因傳送的載體。它具有毒性低，不會引起機體的過度免疫反應的優點，但它的缺點是基因表達效率低。有鑒于此，我們目前的研究工作是研制能夠模擬病毒體的聚合物/DNA的自組裝體作為DNA的高效輸送載體。
 
圖 4. pH- 調節逐步自組裝的PCL/PDEA/PEG梳狀高分子形成模擬病毒納米顆粒用于基因輸送
 
三、用于癌癥早期診斷的高靈敏性磁共振成像（MRI）造影劑的設計和開發
腫瘤早期發現是治愈癌癥的關鍵。例如，早期腎癌的五年存活率可達到99％，而二期以上的病人五年存活率只有16％。但是，許多腫瘤在早期并沒有癥狀，因而很難被發現，而被發現時已到晚期或已發生轉移。磁共振成像(MRI)在臨床中被越來越廣泛地用于癌癥的診斷，但它的靈敏性還不夠高，誤診率比較高且造成許多不必要的組織活切診斷。MRI的靈敏性取決于造影劑。常用MRI造影劑是稀土金屬離子Gd3＋的小分子或大分子絡合物。研究發現，將Gd3＋絡合到大分子載體上，能顯著提高MRI的靈敏性，但它們的靈敏性還有待進一步提高。
我們致力于研制種癌組織靶向和腫瘤特異性激活型造影劑載體，該載體同時還能顯著提高核磁共振中腫瘤部位的對比度。已與浙大附屬邵逸夫醫院放射科的胡紅杰主任醫師開展合作，以期獲得能應用于臨床的高靈敏性MRI造影劑，用于腫瘤的早期診斷。
 
圖 5. 合作單位邵逸夫醫院放射科提供的小鼠頭部核磁共振圖
 

Y. Shen*, E. Jin, B. Zhang, C. Murphy, M. Sui, H. Tang, M. Fan, E. Van Kirk, W. J. Murdoch, Prodrug lipid forming high drug loading multifunctional nanocapsules for cancer intracellular drug delivery, Journal of the American Chemical Society, 2009, accepted.

X. Ma, J. Tang, Y. Shen*, M. Fan, H. Tang and M. Radosz, Facile Synthesis of Dendrimers from Sequential Click Coupling of Asymmetrical Monomers, Journal of American Chemical Society, 2009, 131 (41), 14795–14803。