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脑肿瘤有了“终结者”?深圳先进院团队等开发出仿自然杀伤细胞AIE纳米机器人

作者:刁雯蕙

脑肿瘤有了“终结者”?深圳先进院团队等开发出仿自然杀伤细胞AIE纳米机器人-1.jpg

AIE纳米仿活力器人表示图 深圳先进院供图



众所周知,脑胶质瘤被以为是最恶性的肿瘤之一,人体内的血脑屏障是保护中枢神经系统的生物屏障,但是却成为妨碍脑胶质瘤诊断和治疗的一个次要要素。

近日,中科院深圳先进技术研讨院(以下简称深圳先进院)医药所纳米医疗技术研讨中心研讨员蔡林涛、副研讨员张鹏飞、研讨员龚萍、博士邓冠军等与香港科技大学唐本忠院士及湘潭大学教授陈华杰合作,成功研发出一种基于聚集发光元件的AIE纳米仿活力器人系统,用于血脑屏障穿越及脑胶质瘤靶向诊疗,相关成果发表于纳米医学顶级期刊ACS NANO,并已央求1项中国发明专利。

“终结者”凸显良好生物屏障浸透和肿瘤靶向才能

美国电影《终结者》中的类人仿活力器人T-800,是一种经过在机器人金属骨架上覆盖一层人体皮肤组织而变成具有正常人功能的仿活力器人。自创终结者仿活力器人的设计理念,研讨团队开发了仿自然杀伤细胞AIE纳米机器人。

何为AIE?很多传统无机发光材料只能在低浓度的溶液中才能发光,一旦溶液浓度提高或者呈固态时,分子聚集就会使得发光减弱甚至完全消逝。这种现象被称为“聚集导致发光淬灭”(ACQ),是无机发光材料设计和运用的一大难题。一类无机分子单分子形状下荧光微弱甚至观察不到荧光,而在聚集形状下荧光分明加强,这种现象被称为Aggregation-Induced Emission(AIE),意即“聚集诱导发光”现象。AIE研讨在新材料的创制、机理的探求以及运用的拓展等方面都有着宏大潜力。正如加拿大卡尔加里大学化学系教授贝琳达·海涅所说:“明天,我们讨论聚集不能不提聚集诱导发光。自从唐本忠团队的原始工作发表以来,毫不夸张地说,这个研讨范畴阅历了爆炸式发展。”从博士时期起,张鹏飞就跟随唐本忠院士就AIE现象停止了多方研讨和探求。

作为机体重要的免疫细胞,自然杀伤细胞(NK细胞)可以不依赖抗体和补体,直接杀伤靶细胞,如肿瘤细胞或受病毒感染的细胞等。研讨团队研发的纳米机器人系统,以AIE聚合物材料为内骨骼,以自然杀伤细胞膜为外部皮肤,保留了AIE材料在聚集态的优越的近红外二区发光功能,同时赋予了AIE材料自然杀伤细胞免疫调理与辨认的功能。

更重要的是,在小鼠实验中,该纳米机器人可以经过调控血脑屏障表皮细胞间的严密衔接,引发血脑屏障细胞骨架重排,导致细胞间隙增大而构成细胞间“绿色通道”,协助本人穿越血脑屏障对脑部停止浸透。在跨越血脑屏障进入脑部区域后,这些纳米机器人可以应用NK细胞膜表面蛋白与肿瘤细胞膜表面受体的特异性辨认富集到脑胶质瘤细胞内,表明具有良好的肿瘤靶向性。

脑肿瘤诊疗有了新工具

光热治疗法是一种治疗肿瘤的新方法,应用具有较高光热转换效率的材料,将其注射入人体外部,应用靶向性辨认技术聚集在肿瘤组织附近,在外部光源的照射下将光能转化为热能来杀死肿瘤细胞。

“AIE纳米仿活力器人也可以作是为脑胶质瘤治疗的光热剂,其光热转换效率为45.3%。”张鹏飞表示。

团队经过原位脑胶质瘤模型,进一步评价了AIE纳米仿活力器人在体内脑胶质瘤靶向光热治疗的效果。将AIE纳米仿活力器人注射入小鼠体内后24小时,在激光照射下,其脑胶质瘤处的温度有所提高,且没有出现分明的器官损伤,表明仿自然杀伤细胞纳米机器人经过光热治疗,能有效地抑制脑胶质瘤的生长。为脑肿瘤及其他脑部疾病的诊疗提供了新的工具。

团队表示,目前AIE仿生纳米机器人的开发尚处于初级阶段,还有大量工作需求进一步优化,比如在介观程度对纳米机器人的停止可控操作,如何应用纳米机器人的集群效应完成深层次生物屏障打破和系统协调诊疗,如何完成纳米机器人的可控大规模制备以及分子元件的可控拆卸等。
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大神点评12

论文成果,文字成果,没有实践成果
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可以治脑胶质瘤了
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脑肿瘤的缘由在于体质长期虚寒形成的瘀堵!请问这样能除根?[机智][机智][机智]
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太牛逼了,中国就需求这样的创新打破,一个接一个的,
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论文成果,尚出于初级阶段
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如何联络你们,拜托
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