他,Nano Letters副主编,同时发表3篇ACS Nano!
奇物论
2021-09-13
聂广军,中科院特聘研究员,国科大特聘教授;美国Houston Methodist Research Institute(休斯敦)兼职教授;Nano Letters 副主编。
课题组主要结合现代生物学、药学、化学、生物材料以及纳米技术和生物技术手段,研究纳米和生物界面相互作用的基本规律,以及新型纳米材料在生物医学领域的应用。研究领域主要包括肿瘤纳米生物学、纳米生物技术和纳米生物效应等。主要从事的研究方向包括:
1)肿瘤微环境调控的智能纳米药物;
2)膜泡系统的纳米生物效应和药物递送;
3)生物分子指导的功能性纳米材料设计、构筑和自组装;
4)发展基于纳米技术和生物技术的代谢疾病和退行性疾病的新型治疗策略;
近期,奇物论编辑部对该课题组在ACS Nano上连续发表的3篇研究成果进行简要总结,供大家学习和交流
1. ACS Nano:大小可切换的纳米系统用于渗透促结缔组织增生基质以增强胰腺癌治疗

胰腺导管腺癌(PDAC)细胞被致密的细胞外基质(ECM)所包围,这会极大地限制了治疗药物的进入,进而导致其对临床化疗的反应不佳。转化生长因子-β1(TGF-β1)信号通路在纤维间质的构建中发挥着重要作用,并也为PDAC治疗提供了一个潜在靶点。为了克服病理障碍,国家纳米科学中心聂广军研究员、李一叶研究员和GILO研究所Seong-jin Kim开发了一种脂质体包裹、基于PEG-PLGA纳米球的大小可切换型纳米平台,并将其用于对TGF-β1受体激酶抑制剂vactosertib(VAC)和细胞毒性药物紫杉醇(TAX)进行联合递送。(1)实验利用肽APTEDB对脂质体进行表面修饰,使其可以锚定在PDAC基质中丰富的肿瘤相关纤维连接蛋白上,并可在脂质体坍塌后释放封装的含TAX纳米微球以及VAC来减小其尺寸。(2)VAC能够抑制ECM增生以使得TAX能够更容易地接近癌细胞,从而实现比游离的药物组合更为有效的胰腺肿瘤抑制效果。综上所述,这种尺寸可切换的纳米系统能够以固定的剂量组合进行连续药物递送,从而提供了一种高效的级联药物渗透策略,可用于对具有致密间质增生的癌症进行增强的化疗。Xiaozheng Zhao. et al. Penetration Cascade of Size Switchable Nanosystem in Desmoplastic Stroma for Improved Pancreatic Cancer Therapy. ACS Nano. 2021
DOI: 10.1021/acsnano.0c08860https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c08860
2. ACS Nano:仿生纳米颗粒用于在光热治疗后重塑炎症微环境

在光热治疗后,残余肿瘤病灶的完全消退往往依赖于免疫系统的激活和识别。然而在PTT后,残余肿瘤会不可避免产生的局部炎症进而募集大量的异常免疫细胞,特别是肿瘤相关巨噬细胞(TAMs),从而会进一步促进剩余肿瘤细胞的免疫逃逸和存活,导致肿瘤复发和发展。为了解决这一问题,国家纳米科学中心赵潇研究员和聂广军研究员制备了负载TAMs重极化试剂的仿生纳米颗粒以重塑PTT后的炎症微环境。(1)聚多巴胺纳米颗粒既能够作为光热试剂以消融肿瘤细胞,也可以作为TMP195的载体以将M2型TAMs重新极化成抗肿瘤的M1表型。此外,实验也利用巨噬细胞膜对该纳米颗粒进行仿生包覆,使其可在PTT后通过炎症介导的趋化作用实现对肿瘤部位的主动靶向。(2)实验结果表明,这些具有免疫调节能力的仿生纳米颗粒可在乳腺肿瘤模型中显著提高了M1型TAMs的水平,进而使得肿瘤消除率从PTT后的10%提高到60%。综上所述,这一研究表明将PTT与TAMs重极化相结合的协同治疗策略可为治疗PTT后恶化的肿瘤微环境提供一种有效方法和联合治疗方案。Yale Yue. et al. Biomimetic Nanoparticles Carrying a Repolarization Agent of Tumor-Associated Macrophages for Remodeling of the Inflammatory Microenvironment Following Photothermal Therapy. ACS Nano. 2021DOI: 10.1021/acsnano.1c05618https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c05618
3. ACS Nano:可分离的微针贴片用于保护和递送抗COVID-19 DNA纳米疫苗

对COVID-19大流行进行成功控制不仅取决于疫苗的研制进展,还需要对疫苗的储存、运输和管理进行优化。理想情况下,核酸疫苗应直接接种到免疫细胞或组织(如淋巴结)中。然而,目前开发的疫苗通常是通过肌肉注射进行治疗,而免疫细胞通常并不会驻留在那里。与此同时,目前的核酸疫苗必须冷冻保存,这也影响了其在发展中国家的应用。国家纳米科学中心王海研究员、聂广军研究员和北京中医药大学李慧教授构建了一种可分离的微针(SMN)贴片以递送聚合物封装的spike(或核衣壳)蛋白编码的DNA疫苗和免疫佐剂,进而实现高效免疫。(1)与肌肉注射相比,该SMN贴剂可将纳米疫苗注入皮内,进而诱导产生有效且持久的适应性免疫,使得IFN-γ+CD4/8+、IL-2+CD4/8+ T细胞和病毒特异性IgG显著升高。(2)体内实验结果表明,该SMN贴片可在室温下保存至少30天而不降低免疫反应。综上所述,该纳米疫苗SMN贴片对于开发先进的COVID-19疫苗和实现其全球应用而言具有重要的意义。Yue Yin. et al. Separable Microneedle Patch to Protect and Deliver DNA Nanovaccines Against COVID-19. ACS Nano. 2021DOI: 10.1021/acsnano.1c03252https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c03252

聂广军,中科院特聘研究员,国科大特聘教授;国务院享受政府特殊津贴专家;基金委创新群体、中科院创新交叉团队、中科院卢嘉锡国际团队成员;2016年获中国药学会以岭药业青年科学家奖,美国Houston MethodistResearch Institute(休斯敦)兼职教授,英国医学科学院Advanced NewtonScholar;中国生物物理学会常务理事,中国抗癌协会纳米肿瘤学专业委员会委员,中国药学会纳米药物专业委员会委员;国家纳米科学中心科技处处长;Nano Letters 副主编。
2002年于中国科学院生物物理所获得博士学位,之后在加拿大McGill大学从事博士后研究。2008年回国在国家纳米科学中心建立了“纳米生物学和纳米生物材料”实验室,组建了一个多学科交叉研究团队。课题组现有研究员3名,副研究员3名,助理研究员2名,博新计划博士后2名。课题组已先后获得几十项各类科研资助,主持了多项科技部、基金委、中科院、北京市科委、国际合作项目以及横向合作项目等。与美国、英国、澳大利亚及加拿大等纳米医学和生命科学的多个著名实验室建立了良好的合作关系,先后与6位中科院特聘访问教授开展科研合作。课题组先后培养19名博士、8名博士后、17名硕士。先后获得中国科学院优秀导师奖、中国科学院SABIC-CAS奖学金导师奖、中国科学院澳大利亚必和必拓(BHP Billiton)导师科研奖等教学奖。获得天津市科技进步奖公益类一等奖、中国抗癌协会科技奖一等奖等奖项。
在Nature Biotechnology, Nature Biomedical Engineering, Nature Communications, Blood, JACS, JBC, Angew Chem Int Ed, Adv Mater, Nano Letters,ACS Nano, Adv Funct Mater, Biomaterials, Haematologica, Brit J Haematol,Antioxid Redox Sign, Cancer Letters, Small和Nanomedicine等发表论文140余篇;申请抗肿瘤应用等相关发明专利40余项(授权中国专利20余项,美国授权专利3项,日本专利1项,专利转让2项)。相关研究成果被Nature Biotechnology, NatureMaterials, Nature Biomedical Engineering, Nature Reviews of Cancer, Science Translational Medicine和Blood等进行了重点推荐和报道。