國家納米中心“智能”生物納米材料研究取得進展
更新時間： 2018-09-10
基于調(diào)控組裝的理念，中國科學(xué)院國家納米科學(xué)中心王浩課題組致力于發(fā)展活體原位自組裝新型生物納米材料，近年來取得了一系列進展。他們開發(fā)了一系列多肽類和熒光分子類的組裝模塊，利用特殊的組裝發(fā)光分子模塊進行活體組裝調(diào)控的“觀察”。輔以電子顯微鏡，對組裝納米顆粒調(diào)控形成纖維進行了系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)氫鍵是轉(zhuǎn)化的內(nèi)驅(qū)力，通過親疏水平衡、給受體相互作用可以調(diào)控組裝。他們利用體內(nèi)酸堿度，在特定腫瘤部位實現(xiàn)組裝調(diào)控構(gòu)筑藥物遞送“主體”，并低毒地完成“兩步法”給藥(Adv. Mater. 2017, 29, 1605869)。同時，他們通過活體模板調(diào)控，將納米顆粒轉(zhuǎn)化纖維并構(gòu)筑“人工細胞外基質(zhì)”。人工構(gòu)筑的細胞外基質(zhì)形成腫瘤轉(zhuǎn)移的屏障，從而實現(xiàn)了抑制腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移 (ACS Nano, 2017, 11, 4086–4096)。由于多肽組裝調(diào)控方面系統(tǒng)而有特色的工作，他們受邀撰寫了綜述(Adv. Mater. 2018, 30, 1703444)。
圖：納米清道夫的工作機理。納米清道夫通過共組裝捕獲Aβ，并將其攜載入胞，進而激活細胞自噬有效地降解Aβ。
近，國家納米中心研究員王浩、王磊和東北師范大學(xué)教授張景萍通過調(diào)控多肽聚合物與阿爾茲海默相關(guān)的Aβ淀粉樣蛋白的組裝，使Aβ進入細胞內(nèi)部。并同時通過激活細胞自噬，利用細胞自身降解Aβ，降低了Aβ的神經(jīng)毒性，提高了阿爾茲海默癥老鼠的記憶力。相關(guān)研究成果被《自然-通訊》(Nature Communications, 2018, DOI:10.1038/s41467-018-04255-z)接收。該工作由羅強、林耀新和楊培培(共同作者)共同完成，羅強負責(zé)材料的制備，林耀新負責(zé)生物實驗，楊培培負責(zé)材料的性質(zhì)測試。
清除Aβ可能是治療阿爾茲海默癥的一種有效手段。目前設(shè)計的藥物可以延緩Aβ的聚集，但是臨床效果并不是很滿意。眾多的實驗表明有效地清除Aβ淀粉樣蛋白是治療的關(guān)鍵點之一。王浩研究團隊報道了一種多肽-聚合物納米材料(即納米清道夫)，具有捕獲和清除Aβ的功能。首先，通過尾靜脈注射清道夫可以通過血腦屏障到達病灶部位，通過疏水和氫鍵作用與Aβ形成共組裝體，實現(xiàn)了對Aβ的捕獲；進而攜載Aβ的納米清道夫可以大量進入細胞并激活細胞自噬機制，利用細胞降解Aβ，從而有效地清除Aβ并降低神經(jīng)毒性。后在治療阿爾茲海默癥轉(zhuǎn)基因老鼠模型中，發(fā)現(xiàn)老鼠腦部的Aβ斑塊顯著降低，并且水迷宮實驗結(jié)果顯示老鼠的記憶力得到了有效恢復(fù)。納米清道夫有望成為治療阿爾茲海默癥的一種有效方法。
該研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家杰出青年科學(xué)基金、基金委創(chuàng)新群體項目、中科院合作、交叉團隊等的支持。
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