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国家杰青,苏州大学陈华兵团队2022年工作总结

2023/8/14 11:36:24  阅读:80 发布者:

陈华兵,苏州大学药学院特聘教授,博士生导师,国家杰青(2021年)、优青(2014年)、教育部青年长江(2016年)。2008年获得华中科技大学生物制药工程博士学位,2008-2012年分别在德克萨斯大学西南医学中心高金明教授课题组、东京大学Kataoka教授课题组从事博士后研究。回国后一直从事肿瘤靶向性纳米药物载体的研究,在Adv MaterJACS等高水平期刊发表论文50余篇,担任《药学学报》及《中国科学-化学》青年编委、中国抗癌协会纳米肿瘤学专委会常务委员、中国药学会纳米药物专业委员会委员等。他所在的课题组主要从事蛋白纳米粒的仿生合成及其在肿瘤成像与治疗中的应用、肿瘤靶向纳米药物的研究以及新型药物制剂的研究与开发。

接下来,我们总结了陈华兵团队在2022年取得的主要研究成果,以飨读者。

1. Adv. Mater.: 可实现高对比度肿瘤成像的全息活化纳米探针

谷胱甘肽(GSH)可激活探针在体内癌症成像方面具有很大的应用前景,但由于存在非选择性细胞内GSH富集和不可控背景噪声而受到限制。有鉴于此,作者通过GSH/白蛋白介导的肿瘤级联信号放大和正常组织中的快速消除,展示了一种在磁共振成像(MRI)中可实现肿瘤选择性对比增强的全息可激活纳米探针。一旦靶向肿瘤,内吞后的纳米探针可有效地感知溶酶体微环境,使其瞬间分解为Mn2+(其阈值GSH浓度≈0.12mm)以亮化MRI信号,从而实现高对比度肿瘤成像和化疗期间GSH相关顺铂耐药性的监测。而在通过外源性注射有效上调肿瘤细胞外GSH后,无驰豫性间质纳米探针显著演变成Mn2+Mn2+被进一步捕获/保留,并被肿瘤中的基质白蛋白重新激活为超高驰豫性复合物,同时Mn2+形式的非靶向纳米探针可通过淋巴管进行肾清除,以抑制背景噪声。这些发现成功阐释了全息肿瘤激活的概念,即通过肿瘤GSH/白蛋白介导的级联信号放大和同时的背景抑制来实现精确的肿瘤恶性检测、监测和手术指导。

原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202209603

2. Nano Today:以细菌外膜囊泡为模板的仿生纳米颗粒及其光热-免疫协同治疗

光热疗法(PTT)中的一个关键挑战仍然是建立针对原发性和远处肿瘤的系统性抗肿瘤疗法,这主要是因为光热转换效率不理想、肿瘤积累不足以及PTT试剂的抗肿瘤免疫能力有限。

作者利用源自大肠杆菌Nisle 1917的外膜囊泡(OMV)作为纳米反应器,以制备用于全身光热免疫治疗协同作用的仿生硫化铜纳米颗粒(CuS OMV)。CuS OMV表现出高光热转换效率、良好的光稳定性和良好的肿瘤靶向能力,因此,在近红外(NIR-II)光照射时,会导致肿瘤细胞明显过热并随后明显杀伤肿瘤细胞。CuS OMV诱导的细胞毒性引起肿瘤细胞的强烈免疫原性细胞死亡(ICD),并促进树突状细胞(DC)成熟和随后的CD8+T细胞活化。此外,发现CuS OMV本身作为免疫佐剂,可促进DC成熟,同时使M2样肿瘤相关巨噬细胞(TAM)复极为M1样表型,重塑免疫抑制肿瘤微环境。因此,CuS OMVNIR-II光照射下对原发性肿瘤和未经治疗的远处肿瘤产生有效的抗肿瘤效果。

原文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1748013222002195?via%3Dihub

3. J. Controlled Release:自活化砷水锰矿纳米杂化物

尽管使用三氧化二砷(ATO)容易导致急性早幼粒细胞白血病,但砷疗法已被临床应用于治疗几种类型的实体瘤,然而,由于缺乏有效和可生物降解的载体,ATO不能充分输送到实体瘤中,这阻碍了其疗效的进一步优化。因此,亚细胞水平ATO递送的精确时空控制对于有效的砷治疗仍然具有挑战性。

在这项研究中,作者报道了可用于高对比度磁共振成像(MRI)的自激活砷锰氧化物纳米杂化物以及砷对三阴性乳腺癌症(TNBC)的协同治疗。该纳米杂化体由嵌入白蛋白纳米笼(As/Mn-NHs)内的砷锰共生物矿化纳米颗粒组成,可将无信号背景转换为高质子弛豫性,同时在酸性和谷胱甘肽环境中提供明显提升的亚细胞ATO水平,并降低了肿瘤细胞对ATO的耐药性。纳米杂化体可使多种肿瘤模型中实现高对比度的T1加权MRI信号,从而描绘肿瘤边界,并通过多种凋亡途径同时产生有效的砷治疗效果,从而有效抑制皮下和原位乳腺模型。这些纳米杂化体可与热疗相结合,进一步对原发性和转移性乳腺肿瘤产生较好的协同抗肿瘤效果。更重要的是,As/Mn-NHs显著诱导免疫原性细胞死亡(ICD)效应,将免疫原性“冷”肿瘤微环境激活为“热”微环境,从而与免疫检查点阻断协同作用,在肺部产生更强的肿瘤抑制。

原文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168365922005788?via%3Dihub

4. Adv. Mater.:高效远/近红外可吸收Ir(III)配合物胶束

光动力疗法(PDT)中的一个关键问题是肿瘤中活性氧(ROS)生成不足,致使肿瘤细胞存活的可能性大大提高,这通常会导致肿瘤复发和转移。由于存在快速非辐射衰变的低激发态,现有的光敏剂在远/近红外(NIR)光激发下常常只会展现相对较低的光到ROS的转换效率。

在该工作中,作者报道了一种含有二苯乙烯基硼二吡咯甲烷(BODIPY-Ir)的中性IrIII)络合物,其可通过胶束化形成“胶束-Ir”,可在远红光激活时高效产生ROS和高温,从而增强对体内肿瘤的抑制。BODIPY-Ir550750 nm处具有强烈吸收性质,并展现出了长寿命的三重态激发态,因此具有足够的非辐射衰变。胶束化后,BODIPY-Ir在胶束-Ir内形成J型聚集体,通过高摩尔消光系数和放大光-ROS/热转换效率,从而可促进单线态氧的生成和光热效应,导致严重的细胞凋亡。研究显示,在肿瘤中积累的双功能胶束-Ir通过光照的协同PDT/光热疗法(PTT)损伤可完全破坏原位4T1乳腺肿瘤,并能够显著抑制肺部转移结节,同时没有显著的暗细胞毒性。本研究为开发远红外/近红外光敏剂以有效治疗癌症提供了一种新的方法。

原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202100795

5. Adv. Healthcare Mater.:基于免疫检查点抑制剂的协同癌症疗法综述

免疫检查点阻断疗法(ICBT)靶向检查点,如细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白-4CTLA-4)、程序性死亡-1PD-1)或程序性死亡配体1PD-L1),可以在各种类型的癌症中产生持久的免疫应答,近年来不断吸引着广泛的研究兴趣。然而,单一ICBT的疗效受到低应答率和免疫相关副作用的限制。新兴的临床前和临床研究表明,化疗、放疗、光疗或其他免疫疗法可以将免疫“冷”肿瘤微环境重新编程为“热”微环境,从而与ICBT发挥协同作用。在这篇综述中,作者总结了各种免疫检查点抑制剂的工作原理和目前的发展,并描述和强调了过去5年中基于ICBT的协同疗法与其他免疫疗法、化疗、光疗和放疗在基础和临床研究中的相互作用机制和最新进展。此外,作者还讨论了目前基于ICBT的协同疗法研究中的潜在问题和未来展望。

原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202002104

6. J. Controlled Release:血清蛋白基纳米颗粒癌症诊疗综述

血清蛋白作为天然必需的生物大分子,最近已成为癌症纳米药物诊断和治疗药物输送的热门载体,其具有良好的生物相容性、改善的药代动力学和增强的靶向能力。研究显示,多种血清蛋白已用于药物递送,主要包括白蛋白、铁蛋白/载脂蛋白、转铁蛋白、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白和血红蛋白。紫杉醇结合白蛋白纳米颗粒(AbraxaneTM)的成功证明了,基于血清蛋白的纳米颗粒在精确的生物设计和潜在的临床应用中具有巨大的潜力和前景。本文综述了血清蛋白纳米颗粒在癌症纳米医学领域的一般设计策略、靶向机制和最新进展。此外,作者还简要说明了推动基于血清蛋白的纳米药物发展所需要解决的当前挑战。

原文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168365920306088?via%3Dihub

7. Adv. Mater.:重原子调节超分子组装具有强效抗癌能力

三阴性乳腺癌症(TNBC)在女性中的发病率和死亡率仍然非常高,这其中的一个关键瓶颈在于如何合理建立有效的TNBC治疗药物。在该项工作中,作者展示了一种具有有效细胞质易位和可调谐光转换的重原子调制超分子的自组装胶束纳米结构,可用于有效抑制原发性、转移性和复发性TNBC。研究显示,多碘化硼二吡咯甲烷胶束具有可调谐的光-单线态氧转化效率和热效应,以及深穿透和随后在肿瘤细胞质易位的能力。其中,四碘化硼二吡咯甲烷胶束(4-IBM)通过大量表达凋亡蛋白、有效抑制皮下和原位TNBC模型以及降低氧依赖性,显示出了明显增强的协同抗肿瘤效率。此外,与化疗和手术切除相比,4-IBM通过抑制转移相关蛋白、明显的免疫原性细胞死亡以及将M2巨噬细胞重塑为肿瘤M1表型,产生了较好的抗转移和抗复发效果。这些结果为超分子纳米结构对TNBC的有效光疗的协同性提供了见解。

原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202004225

转自:“科研共进社”微信公众号

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