纳米医学周刊 | 彭孝军、张海元、浦侃裔、史向阳、杨柏、孙涛、刘世勇、何仲贵等人最新研究成果（第4期）

奇物论

2020-03-31

本期纳米医学和分析传感周刊为大家精选了这一周奇物论公众号上的15篇相关文章，包括荧光探针、纳米酶、药物递送和肿瘤诊疗等诸多领域，亮点频频。

1.JACS：喷一喷，酶激活荧光探针实现追踪转移性癌症和图像指导的手术

大连理工大学彭孝军院士和韩国梨花女子大学JuyoungYoon等人报道了一种APN响应型荧光探针YH-APN，并证明了其在肿瘤细胞鉴别中的应用。

参考文献：Haidong Li, et al. Aminopeptidase N Activatable Fluorescent Probefor TrackingMetastatic Cancer and Image-Guided Surgery via in Situ Spraying.Journal of theAmerican Chemical Society 2020.

DOI:10.1021/jacs.0c01365

https://doi.org/10.1021/jacs.0c01365

2. Adv. Mater：前所未有！深红色发光碳化聚合物点具有极窄半峰全宽

开发发射波长大于660nm（深红色发射）的高性能碳点（CDs）对于深部组织生物成像至关重要，但获得半峰全宽（FWHM）和高深红色/近红外发射率的CDs仍然是一项重大挑战。于此，吉林大学杨柏等人合成了具有前所未有的20nmFWHM的深红色发光碳化聚合物点（CPDs）。

参考文献：Liu,J., et al. Deep Red Emissive Carbonized Polymer Dots withUnprecedented NarrowFull Width at Half Maximum. Adv. Mater. 2020, 1906641.

https://doi.org/10.1002/adma.201906641

3.Anal. Chem：用于检测NO的智能荧光探针及其在心肌纤维化成像中的应用

基于吡啶酮支架和光诱导电子转移(PET)机制，北京大学赵欣老师、梁磊副教授和徐萍教授合作设计了一种具有高灵敏度和选择性的智能一氧化氮(NO)探针PYSNO。

参考文献：Tongliang Zhou. et al. A Smart Fluorescent Probe for NO Detectionand Application in Myocardial Fibrosis Imaging. Analytical Chemistry. 2020

DOI:10.1021/acs.analchem.9b05435

http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b05435

4. Anal. Chem：双功能响应型荧光探针用于研究活细胞中H₂O₂和HClO的关系

中南大学宋相志教授和亚利桑纳大学Wei Wang教授合作提出了一种设计策略，即通过同时监测两个不同的检测通道来构建一个可以检测H₂O₂和HClO的荧光探针。

JinliangHan. et al. Investigation of the Relationship Between H2O2 and HClO in LivingCells by a Bifunctional, Dual-ratiometric Responsive Fluorescent Probe.Analytical Chemistry. 2020

DOI:10.1021/acs.analchem.9b05604

http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b05604

二、肿瘤诊疗

5. JACS：通过眼泪也能检测出癌症

小细胞外囊泡（sEVs）是早期癌症检测的可靠生物标志物，但传统的检测方法（例如基于免疫的检测和microRNA分析）的灵敏度不高，需要样品预处理和较长的分析时间。于此，日本神户大学Toshifumi Takeuchi等人开发了一种基于分子印迹的动态成型方法来制备具有尺寸识别能力的抗体偶联信号纳米腔。

参考文献：Toshifumi Takeuchi, et al. Antibody-Conjugated SignalingNanocavities Fabricated by Dynamic Molding for Detecting Cancers Using SmallExtracellular Vesicle Markers from Tears. Journal of the American Chemical Society2020.

DOI:10.1021/jacs.9b13874

https://doi.org/10.1021/jacs.9b13874

6. Adv. Mater：Z异质结构时空同步供氧和产活性氧，用于低氧肿瘤治疗

光动力疗法（PDT）的功效受到肿瘤中氧（O₂）缺乏和光敏剂的电子-空穴分离效率低的限制，特别是在PDT过程中O₂向光敏剂的长期扩散。于此，中国科学院长春应化所张海元等人设计了一种新型的硫化铋（Bi₂S₃）@铋（Bi）Z-型异质结构纳米棒（NRs），以实现时空同步O₂自供应和活性氧的产生，以进行低氧肿瘤治疗。

参考文献：Cheng,Y., et al. Spatiotemporally Synchronous Oxygen Self‐SupplyandReactive Oxygen Species Production on Z‐SchemeHeterostructures for HypoxicTumor Therapy. Adv. Mater. 2020, 32, 1908109.

https://doi.org/10.1002/adma.201908109

7. Angew：“铁死亡”疗法最新研究进展

铁基纳米材料具有诱导细胞铁死亡的能力，为抗癌提供了一种创新的方法。为了提高抗癌效果，目前的“铁死亡”治疗纳米制剂往往与其他治疗方式相结合，但这使得它们具有复杂的纳米结构和多金属成分。在此，新加坡南洋理工大学浦侃裔等人报告了铁螯合半导体多复合纳米颗粒（SPFeN）在光声（PA）成像引导下用于癌症光热“铁死亡”治疗的研究进展。

参考文献：Shasha He, et al. Semiconducting Polycomplex Nanoparticles forPhotothermal Ferrotherapy of Cancer, Angew. Chem. Int. Ed., 2020.

DOI:10.1002/anie.202003004

http://doi.org/10.1002/anie.202003004

8. Angew：可见光诱导的氢化金（III）配合物与巯基反应，用做高效的光活化抗癌剂

特定的金-硫结合相互作用使金络合物成为很有希望的抗癌剂，可以潜在地克服顺铂耐药性。但是金络合物与非肿瘤脱靶巯基蛋白的无偏差结合为临床应用带来了很大的障碍。因此，中山大学药学院的邹滔滔教授课题组合成了氢化金（III）配合物，该配合物在黑暗中对巯基高度稳定，但在可见光激发下可以有效地分解辅助氢配体并生成金-巯基加合物。

参考文献：Hejiang Luo et al. Cyclomealated Gold(III)‐Hydride Complexes ExhibitVisible Light‐Induced Thiol Reactivity and Act as Potent Photo‐ActivatedAnti‐Cancer Agents. Angew. Chem. Int. Ed., (2020).

DOI:10.1002/anie.202000528

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202000528

9. Nanoscale.Horiz：光激发药物释放的自组装前药纳米粒子用于协同治疗

光动力治疗(PDT)会导致肿瘤内进一步乏氧，这也可用于激活对乏氧敏感的前药。然而，传统的负载光敏剂的纳米材料往往存在聚合猝灭(ACQ)效应，这也限制了PDT及PDT协同治疗的效率。沈阳药科大学何仲贵教授和孙进教授合作构建了一种自组装前药纳米粒子(NPs)，它是由焦脱镁叶绿酸a (PPa)和乏氧激活的前药PR104A所组成。

参考文献：Dongyang Zhao. et al. Light-Triggered Dual-Modality Drug Release ofSelf-Assembled Prodrug-Nanoparticles for Synergistic Photodynamic andHypoxia-Activated Therapy. Nanoscale. Horizons. 2020

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/nh/d0nh00034e#!divAbstract

10.ScienceAdvances：纳米颗粒与免疫细胞相互作用主导乳腺癌模型中肿瘤滞留并诱导T细胞介导的肿瘤抑制

全身给药后影响纳米粒子体内命运的因素仍然是一个非常感兴趣的领域。特别令人感兴趣的是，标记癌症特异性抗体配体(“主动靶向”)是否优于其未标记的对应物(“被动靶向”)。有鉴于此，美国约翰霍普金斯大学的Robert Ivkov等研究人员，利用三种免疫变种小鼠的乳腺癌模型，证明了抗体标记的纳米颗粒在肿瘤内的滞留是由肿瘤相关的树突状细胞、中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞决定的，而不是由抗体与抗原的相互作用决定的。

参考文献：Preethi Korangath, et al. Nanoparticle interactions with immunecells dominate tumor retention and induce T cell–mediated tumor suppression inmodels of breast cancer. Science Advances, 2020.

DOI：10.1126/sciadv.aay1601

https://advances.sciencemag.org/content/6/13/eaay1601?rss=1

11.Adv. Funct.Mater：树状聚合物纳米增敏剂用于靶向肿瘤乏氧双模CT/MR成像和增强放疗

放射治疗（RT）的功效通常受到大多数实体瘤内缺氧反应差的限制。用于精确成像引导的肿瘤缺氧致敏RT的治疗诊断纳米平台的开发仍然具有挑战性。于此，东华大学史向阳教授和上海交通大学医学院Yong Liu等人报道了乏氧靶向树枝状聚合物包裹的金纳米颗粒与钆（III）的复合物（Gd-Au DENPs-Nit），用于双模态CT/MR成像和缺氧肿瘤的致敏RT。

参考文献：Fan,Y., et al, Targeted Tumor Hypoxia Dual‐Mode CT/MR ImagingandEnhanced Radiation Therapy Using Dendrimer‐BasedNanosensitizers. Adv. Funct.Mater. 2020, 30, 1909285.

https://doi.org/10.1002/adfm.201909285

12. ACS. AMI：卟啉包封纳米系统的原位光催化用于治疗乏氧肿瘤

利用活性氧(ROS)介导的细胞凋亡是实现肿瘤氧化损伤的重要策略之一，而肿瘤内的乏氧微环境则会严重影响这一治疗方法的效率。广东医科大学马爱青教授、中科院深圳先进技术研究院郑明彬副教授和蔡林涛研究员合作通过将TiO-卟啉(TiOP)封装在叶酸-脂质体中，构建了一种新型纳米系统(FA TiOPs)。

参考文献：Huaqing Chen. et al. In Situ Photocatalysis ofTiO−Porphyrin-Encapsulated Nanosystem for Highly Efficient Oxidative Damageagainst Hypoxic Tumors. ACS Applied Materials Interfaces. 2020

DOI:10.1021/acsami.0c00921

http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c00921

三、其他

13. NatureCommun：通过刺激触发聚合物转变调节囊泡双层渗透性和选择性

与脂质体相比，嵌段共聚物（BCP）的聚合物囊泡具有增强的稳定性以及折衷的双层渗透性。尽管来自带相反电荷的嵌段聚电解质的聚离子复合囊泡（PICsomes）具有半透性双层，但它们对生理相关的离子强度和温度不稳定；此外，PICsomes的渗透选择性调整仍然是一个挑战。于此，为了解决这一难题，从单组分二嵌段或三嵌段前体开始，中国科学技术大学刘世勇等人通过在预先组织的BCP囊泡内的刺激触发的化学反应促进原位聚合物囊泡到PICsome的转变并以可调节的速率实现分子大小选择性货物释放。

参考文献：Wang,X., et al. Regulating vesicle bilayer permeability andselectivity viastimuli-triggered polymersome-to-PICsome transition. Nat Commun11, 1524(2020).

https://doi.org/10.1038/s41467-020-15304-x

14. ACS Nano：Ru-Te空心纳米棒纳米酶用做低氧胰腺癌光治疗的非重复循环增强

产生或消耗氧气（O₂）或活性氧（ROS）的纳米酶反应包括类氧化酶，过氧化物酶，超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶样活性。尽管通过纳米酶催化反应克服缺氧已经进行了广泛的研究， 但是鉴于反应物和产物排列在整个循环中连续消耗，因此构建理想的系统具有很大的挑战性。有鉴于此，韩国首尔国立大学的Seounghun Kang和光云大学的 Hongje Jang构建了斑点状的Ru-Te空心纳米棒用于近红外激光辐照介导的高效的体内外低氧胰腺癌光热和光动力联合治疗。

参考文献：Seounghun Kang et al. Nonrecurring Circuit Nanozymatic Enhancementof Hypoxic Pancreatic Cancer Phototherapy Using Speckled Ru−Te Hollow Nanorods.ACS Nano 2020.

DOI:10.1021/acsnano.9b09974

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b0997

15.ACS Nano：基于特异性分子识别的驻扎在红细胞上的解毒超分子猎手

在中毒治疗中，血液净化对致死性毒物的有效清除仍然占主导地位。目前的策略主要依赖于吸附性清除剂，这些清除剂通常对吸附物没有选择性，由于解毒过程的被动性和不准确性，这可能会导致某些有毒物种的临床结果不佳。为此，复旦大学孙涛、Chen Jiang、Keyu Sun等人提出了一种积极、准确、个性化的解毒策略。

参考文献：Chao Li, et al. Supramolecular Hunter Stationed on Red Blood Cellsfor Detoxification Based on Specific Molecular Recognition, ACS Nano, 2020.

DOI:10.1021/acsnano.0c01119

https://doi.org/10.1021/acsnano.0c01119