H指数103，被引用超过4万次，赵宇亮院士Nature系列部分代表作集锦！

小奇

2020-12-07

近期，奇物论针对国内外生物材料三大领域大牛名人进行系统性介绍，今天，我们要介绍的是中国科学院院士，发展中国家科学院院士，国家纳米科学中心赵宇亮研究员课题组的代表作。

赵宇亮研究员主要从事纳米生物效应分析与安全性研究，长期致力于推动纳米科学与生物医学交叉的科学前沿领域在我国的起步、形成和发展。创建了我国第一个纳米生物效应与安全性实验室；2006年领衔11个国家的科学家编著了纳米毒理学领域的世界第一本教科书《Nanotoxicology》；2011年创建中国毒理学会“纳米毒理学”专业委员会、2015年创建中国要学会“纳米药物”专业委员会等。

赵宇亮研究员将放射化学原理发展到体外与体内超微量纳米颗粒的定量方法学研究，揭示了多种无机纳米材料、碳纳米材料的体内分布图谱，生物学效应规律，结构-效应关系，及其化学机制，在纳米安全性和纳米药物领域做出了重要创新性贡献。研究成果发表SCI论文600余篇，被引>4.0万次，H-因子~103。部分方法已被ISO的160多个国家采用。

下面，奇物论编辑部对赵宇亮研究员的部分代表作进行简要概括，供大家学习和交流~

首先介绍的是2018年发表在Nature Biotechnology上的研究成果，该课题组研制出了一种用于肿瘤治疗的智能型DNA纳米机器人，并被选为2018年度中国科学十大进展。

利用纳米医学机器人实现对人类重大疾病的精准诊断和治疗是科学家们追逐的一个伟大的梦想。国家纳米科学中心聂广军、丁宝全和赵宇亮研究组与美国亚利桑那州立大学颜灏研究组等合作在活体内可定点输运药物的纳米机器人研究方面取得突破，实现了纳米机器人在活体（小鼠和猪）血管内稳定工作并高效完成定点药物输运功能。

研究人员基于DNA纳米技术构建了自动化DNA机器人，在机器人内装载了凝血酶。该纳米机器人通过特异性DNA适配体功能化，可以与特异表达在肿瘤相关内皮细胞上的核仁素结合，精确靶向定位肿瘤血管内皮细胞；并作为响应性的分子开关，打开DNA纳米机器人，在肿瘤位点释放凝血酶，激活其凝血功能，诱导肿瘤血管栓塞和肿瘤组织坏死。

Li, S., et al. A DNA nanorobot functions as a cancer therapeutic in response to a molecular trigger in vivo. Nat Biotechnol 36, 258–264 (2018).

https://doi.org/10.1038/nbt.4071

同样在2018年，该课题组在Nature Communications上发表一种可以通过用肿瘤微环境激活的纳米系统，重新教育胰腺星状细胞。

国家纳米科学中心聂广军、赵宇亮和李一叶等人构建肿瘤微环境多层次响应型纳米药物载体，通过逆转胰腺星状细胞（PSC）的活化状态，在调控胰腺癌微环境基质平衡、增强胰腺癌化疗效果的研究中取得重要进展。

他们基于聚乙二醇化聚乙烯亚胺涂层的金纳米颗粒构建了一个肿瘤微环境响应性纳米系统，并利用它共同递送全反式维甲酸和针对热休克蛋白47的siRNA，来重新教育PSC。

Han, X., et al. Reversal of pancreatic desmoplasia by re-educating stellate cells with a tumour microenvironment-activated nanosystem. Nat Commun 9, 3390 (2018).

https://doi.org/10.1038/s41467-018-05906-x

在2015年的另一篇Nature Communications上，该课题组开发了一种Gd-金属富勒烯醇纳米材料作为无毒乳腺癌干细胞特异性抑制剂

纳米药物在癌症治疗中的当代用途在很大程度上限于用作现有治疗剂的载体。于此，赵宇亮等人提供确定的证据证明了，金属富勒烯醇纳米材料Gd @ C₈₂(OH)₂₂虽然对正常的乳腺上皮细胞基本无毒，但具有对三阴性乳腺癌细胞的固有抑制活性。

Gd @ C₈₂(OH)₂₂阻止上皮向间充质转化，从而有效消除乳腺癌干细胞，从而消除肿瘤的发生和转移。Gd-金属富勒烯醇被鉴定为一种具有显着治疗潜力的无毒CSC特异性抑制剂。

Liu, Y., et al. Gd-metallofullerenol nanomaterial as non-toxic breast cancer stem cell-specific inhibitor. Nat Commun 6, 5988 (2015).

https://doi.org/10.1038/ncomms6988

同年，该课题组还在Angew上发表了关于可变形的肽纳米载体加快药物释放和有效的癌症治疗

一种新型可裂解的两亲肽（CAP）被设计成对成纤维细胞活化蛋白-α（FAP-α）特异响应。CAP在溶液中自组装成纤维状纳米结构，而疏水性化疗药物的存在很容易将组装体转变成载有药物的球形纳米颗粒。在FAP-α裂解后，这些纳米颗粒（CAP-NP）的分解导致被包封的药物快速有效地释放，特别是在肿瘤部位。这种类似于“变形金刚”的药物输送策略可以使他们破坏基质屏障并增强局部药物蓄积。

Tianjiao Ji, et al., Transformable Peptide Nanocarriers for Expeditious Drug Release and Effective Cancer Therapy via Cancer-Associated Fibroblast Activation, Angewandte Chemie International Edition, 2016, 55(3), 1050-1055.

DOI：10.1002/ange.201506262

最后介绍下赵宇亮研究员代表作中的一篇综述，这是2013年发表在Accounts of Chemical Research上的，综述了理化性质决定纳米材料细胞的摄取、转运和命运。综述包括了化学特性，如亲疏水性、成分、表面功能化和电荷。还有物理性质，包括纳米粒子的大小、长宽比和表面积，探讨这些因素是如何影响这些材料与生物系统的相互作用，从而影响其潜在危害。

Zhu, M. T., Nie, G. J., Meng, H., Xia, T., Nel, A., Zhao, Y. L., Physicochemical Properties Determine Nanomaterial Cellular uptake, Transport and Fate, Accounts of Chemical Research, 2013, 46(3), 622-631.

今年初，奇物论也推送过赵宇亮院士2019年的成果，点击:赵宇亮院士课题组2019年研究成果集锦

个人简介：

赵宇亮院士简介

赵宇亮研究员，现任国家纳米科学中心主任，中科院纳米生物效应与安全性重点实验室主任。1985年毕业于四川大学化学系，1999年在日本东京都立大学获博士学位，在日本原子力研究所和RIKEN从事研究工作，与同事们一起发现113号新元素（Nh），成为元素周期表中亚洲国家发现的唯一新元素。2001年通过海外人才引进计划回国。

先后担任联合国UNEP、世界经济合作组织OECD、欧盟EU、芬兰等的纳米安全专家或顾问；国家纳米科技协调指导委员会专家，科技部纳米重大研究计划总体专家组副组长。先后担任中国、美国、英国的7本SCI学术刊物的副主编等。迄今发表SCI学术论文600余篇，获中国、美国、日本、欧盟的授权发明专利26项。研究成果获“国家自然科学奖”二等奖2项，TWAS化学奖，中国毒理学杰出贡献奖等。