纳米生物医学前沿每周精选丨0617-0623

纳米人

2019-06-26

1. AM：在肿瘤细胞表面原位修饰免疫调节纳米颗粒以有效抑制小鼠肿瘤生长

目前癌症免疫治疗包括嵌合抗原受体(CAR)治疗和检查点免疫抑制剂治疗等已表现出显著的临床效果，但这些方法也面临着免疫毒性和自身免疫性疾病的问题。近年来，基于纳米材料的免疫治疗被逐渐开发出来，它可以在肿瘤组织内实现精确的免疫激活，进而减少相关的副作用产生。然而，很少有研究去通过调节免疫细胞与肿瘤细胞之间的相互作用来优化肿瘤免疫治疗的效果。南开大学史林启教授教授、刘阳团队和天津医科大学总医院康春生教授团队合作设计了一种在肿瘤细胞表面原位修饰免疫调节纳米颗粒的策略，它可以激活自然杀伤细胞(NK细胞)对抗肿瘤细胞进行抗肿瘤免疫治疗。实验结果证明通过使用这些免疫调节纳米颗粒可以在小鼠体内观察到明显的肿瘤抑制作用，且没有明显的副作用产生。这种利用精准的免疫调节策略实现肿瘤内NK细胞的原位活化和安全有效的抗肿瘤免疫治疗也有望成为用于癌症治疗的一种先进的通用方法。

Chunxiong Zheng, Linqi Shi, Chunsheng Kang, Yang Liu. et al. In Situ Modifcation of the Tumor Cell Surface with Immunomodulating Nanoparticles for Effective Suppression of Tumor Growth in Mice. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201902542

https://doi.org/10.1002/adma.201902542

2. AM：基因提高纳米颗粒对肿瘤的归巢增强对前列腺癌的特异性磁共振成像

实现对早期前列腺癌(PCa)的精确定位和可视化对于提高局部治疗的成功率和降低癌症死亡率来说至关重要。然而，由于PCa的复杂性和成像技术本身的灵敏度限制，目前针对于PCa的成像研究仍然困难重重。天津市泌尿外科研究所牛远杰教授团队和马萨诸塞大学医学院韩刚教授团队合作报道了一种新的基因提高纳米颗粒对肿瘤的归巢的策略，它可以提高对超小的PCa病变进行MRI诊断时的准确性。该策略可以在PCa的特异性启动子DD3作用下驱动PCa中的TfR表达，从而显著地准确提高Tf-USPIONs在PCa中的浓度，同时将其对正常组织的非特异性靶向效应降至最低。这种策略可以被用于利用MRI去精确定位超小的PCa病灶，进而有效地解决传统MRI的瓶颈问题。这种协同的基因-纳米策略也有望大大提高各种常用的纳米尺度和分子探针的MRI效果，也可以通过使用其他类型癌症的肿瘤特异性启动子来进行针对不同肿瘤的MRI。

Yang Zhao, Gang Han, Yuanjie Niu. et al. Enhancing Prostate-Cancer-Specific MRI by Genetic Amplified Nanoparticle Tumor Homing. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201900928

https://doi.org/10.1002/adma.201900928

3. Adv. Sci.：近红外荧光探针对癫痫患者大脑中的ONOO^-进行成像

癫痫是一种慢性神经退行性疾病，越来越多的证据表明其病理进展与过氧亚硝酸盐(ONOO^-)密切相关。然而，由于用于测定癫痫患者大脑中的ONOO^-的活体成像探针还很少，对其功能的理解也十分具有挑战性。南京师范大学刘红科教授团队、钱勇教授团队和南京大学朱海亮教授团队合作提出了一种新的近红外成像探针(ONP)，该探针具有较高的灵敏度和选择性，可用于示踪脑内源性的ONOO^-。实验证明，利用该探针可以有效地监测癫痫脑内源性ONOO^-的动态变化，具有良好的时空分辨率。研究结果表明，癫痫患者大脑中ONOO^-浓度较高与其严重的神经元损伤和癫痫发生有关；而姜黄素可有效消除ONOO^-的过度增加从而进一步地保护神经元细胞。

Jiong-sheng Hu, Hai-Liang Zhu, Hong-Ke Liu, Yong Qian. et al. Imaging Dynamic Peroxynitrite Fluxes in Epileptic Brains with a Near-Infrared Fluorescent Probe. Advanced Science. 2019

DOI: 10.1002/advs.201900341

https://doi.org/10.1002/advs.201900341

4. Nano Lett.：自供给H⁺和加速O₂生成的仿生纳米酶用于治疗乏氧肿瘤

纳米酶作为一种模拟天然酶活性的人工酶，在肿瘤的诊断和治疗中受到了广泛的关注。设计开发仿生纳米酶往往需要更多地考虑复杂的肿瘤微环境，才能在体内实现更好的纳米酶活性。中国药科大学孙敏捷团队和钱程根团队合作报道了一种将天然的葡萄糖氧化酶(GOx)与纳米酶二氧化锰(MnO₂)相结合以实现MnO₂和GOx酶活性的最大化的仿生混合纳米酶(rMGB)。在乏氧环境下，实验观察到MnO₂可以与内源性H₂O₂反应生成O₂，从而提高GOx进行饥饿治疗时的催化效率。同时，研究也证实了GOx会将葡萄糖氧化并生成葡萄糖酸，从而进一步提高MnO₂的催化效率。这种由肿瘤微环境触发的，MnO₂、O₂、GOx、H⁺组成的生物化学周期反应可以相互加速，从而实现自供给H⁺和生成O₂，进行增强的饥饿治疗并通过减轻肿瘤乏氧来提高光动力治疗中活性氧的生成效率。

Xue Yang, Cheng-Gen Qian, Min-Jie Sun. et al. Biomimetic Hybrid Nanozymes with Self-Supplied H⁺ and Accelerated O₂ Generation for Enhanced Starvation and Photodynamic Therapy against Hypoxic Tumors. Nano Letters. 2019

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b00934

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b00934

5. Small：靶向线粒体的聚多巴胺纳米材料与AIE光敏剂用于成像指导的肿瘤光疗

光动力疗法(PDT)和光热疗法(PTT)是目前治疗肿瘤的两种常用方法。北京化工大学王卓教授团队、张欣团队和美国霍华德大学王同心教授团队合作设计了一种新的AIE光敏剂MeO-TPE-indo MTi。MTi在四苯乙烯(TPE)共轭骨架上具有电子供体和受体，可诱导产生活性氧(ROS)用于PDT。而在吲哚类基团的指导下，MTi可以选择性地靶向线粒体并进行成像。为了使其获得良好的水分散性和长期的肿瘤保留效果，实验将MTi修饰在聚多巴胺纳米颗粒(PDA NPs)的表面以形成纳米复合材料PMTi。实验结果证明，PMTi可以有效利用AIE光敏剂和PDA来进行成像指导的PDT-PTT肿瘤联合治疗。

Yuzhi Chen, Tongxin Wang, Xin Zhang, Zhuo Wang. et al. Mitochondria-Targeted Polydopamine Nanocomposite with AIE Photosensitizer for Image-Guided Photodynamic and Photothermal Tumor Ablation. Small. 2019

DOI: 10.1002/smll.201902352

https://doi.org/10.1002/smll.201902352

6. Chem. Sci.：基于金属纳米颗粒的乏氧肿瘤放疗策略研究

放射治疗(RT)是最有效和最常见的临床癌症治疗方法之一。然而，高剂量的电离辐射对肿瘤周围正常组织也有损伤作用。因此，越来越多的研究致力于开发高原子序数（Z）的金属纳米材料作为放射增敏剂，从而实现将更多的能量聚焦到肿瘤部位进行放疗增强。然而，这些金属纳米材料介导的RT往往具有高度的O₂依赖性，但是大多数实体肿瘤内的O₂浓度都较低，这也严重妨碍了这些纳米材料的放疗增敏效果。因此需要开发新型金属纳米材料作为放疗增敏剂进而克服肿瘤乏氧诱导的治疗抗性。目前，解决乏氧肿瘤的有效的方法是引入可以提高O₂水平的纳米材料，即通过递送外源性O₂、原位生成O₂、增加瘤内血流或降低HIF-1表达等提高来实体肿瘤的O₂水平。中科院高能物理研究所谷战军团队和国家纳米科学中心赵宇亮院士团队合作综述了近年来金属基纳米材料在乏氧肿瘤的放射治疗中的研究进展，并对金属基纳米材料在乏氧肿瘤的放射治疗中的设计原则和工作机理进行了详细的探讨。

Chenyang Zhang, Zhanjun Gu, Yuliang Zhao. et al. Strategies based on metal-based nanoparticles for hypoxic-tumor radiotherapy. Chemical Science. 2019

DOI:10.1039/C9SC02107H

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/sc/c9sc02107h#!divAbstract

7. JACS：控制PbS纳米晶体的三重光敏剂用于增强近红外到可见光的上转换

半导体纳米晶(NCs)的光子上转换性能有效地捕获近红外(NIR)光，并且利用其单线态和三重态激发态之间的小间隙来减少能量损失。加州大学Ming L. Tang团队和埃默里大学Tianquan Lian团队合作报告了通过改善PbS NC来实现迄今为止最高的由近红外到黄光的QY(11.8%)。这种高的QY是通过引入高纯度的铅和硫脲前驱体来实现的，它比用商业上使用的铅和硫化物前驱体制备的NCs要高2.6倍。瞬态吸收光谱实验结果表明QY增强的原因在于PbS NCs所固有的激子寿命更长以及其表面结合的传递分子可以支持更长的三重态寿命。

Zhiyuan Huang, Zihao Xu, Ming L. Tang, Tianquan Lian. et al. Enhanced Near-Infrared-to-Visible Upconversion by Synthetic Control of PbS Nanocrystal Triplet Photosensitizers. Journal of the American Chemical Society. 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b03385

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b03385

8. Nano Lett.：使肿瘤特异性组织因子沉默可抑制转移并阻止癌症相关的高凝状态

在肿瘤内部，凝血诱导蛋白组织因子(TF)是凝血的主要启动因子，由于其对肿瘤的高凝状态和血小板与肿瘤细胞直接的相互作用有影响，已被证明在肿瘤的血行转移中发挥着重要作用。因此，靶向肿瘤相关TF对于抗肿瘤转移和预防血栓性并发症方面具有很好的应用潜力。国家纳米科学中心李素萍博士和聂广军研究员合作报道了一种新的基于肽的纳米颗粒，它可以将siRNA递送到肿瘤部位以抑制肿瘤相关TF的表达。实验发现，在体外通过抑制肿瘤细胞中TF的表达可以阻断肿瘤细胞周围的血小板粘附。而将下调了TF表达的肿瘤细胞静脉注射入体内后则发现其周围的血小板粘附也明显减少，并且其在肺中的存活率也有下降。乳腺癌小鼠模型实验证明，含有siRNA的纳米颗粒可以有效地降低肿瘤微环境中TF的表达，并显著降低肿瘤的肺转移程度。此外，该策略也可通过降低凝血酶-抗凝血酶复合物(TAT)和活化的血小板的生成来克服荷瘤小鼠的肿瘤高凝状态。

Shaoli Liu, Yinlong Zhang, Xiao Zhao, Suping Li, Guangjun Nie. et al. Tumor-Specific Silencing of Tissue Factor Suppresses Metastasis and Prevents Cancer-Associated Hypercoagulability. Nano Letters. 2019

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01785

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01785

9. ACS Nano： 纳米流体囊泡的链长和饱和度影响其肿瘤递送的机制

小的单层囊泡(SUV)在生物体中普遍存在，其在各种生物过程中都起着重要而活跃的作用。虽然组成脂质分子的物理性质如酰基链的长度和饱和度会影响SUV的机械性能并调节其生物学行为和功能，但是其潜在的机制仍然是不够清楚。上海中医药大学王瑞教授团队和中科院上海药物研究所甘勇团队合作，结合理论建模和实验研究探讨了具有不同脂质组成的SUV的力学行为。SUV的膜弯曲刚度会随着链长和饱和度的增加而增加，从而导致囊泡刚度和变形能力产生差异。实验还测试了具有低、中、高硬度的脂质体SUV模型的肿瘤但是能力。结果发现，中等硬度的脂质体会比较硬或较软的脂质体具有更好的肿瘤细胞外基质扩散和多细胞球体(MCS)的穿透和保留能力，因此也可以更好地抑制肿瘤。硬的SUV会具有较强的细胞内化能力，但其在肿瘤中的递送效率一般。研究结果表明，在MCSs中，SUV若能够转化为棒状则可以更好地刺激其在肿瘤组织中的快速转运。而硬的脂质体几乎不变形，软的脂质体的形状变化则不规律，都会影响其在MCS的穿透速度。

Zhuo Dai, Miaorong Yu, Rui Wang, Yong Gan. et al. Chain-Length- and Saturation-Tuned Mechanics of Fluid Nanovesicles Direct Tumor Delivery. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b01181

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b01181

10. JACS：过氧化铜纳米点的合成及利用其自供应H₂O₂以增强化学动力学治疗

化学动力学治疗(CDT)是采用芬顿催化剂来将细胞内的H₂O₂转化为羟基自由基(•OH)进而杀死癌细胞的，但内源性的H₂O₂不足往往限制了它的抗癌效果。而设计开发具有特异高效H₂O₂自给能力的CDT试剂仍然是目前的一个重大挑战。美国NIH王胜、陈小元教授合作制备了首例芬顿型金属过氧化物纳米材料（过氧化铜纳米点），并利用其作为活化剂来自供应H₂O₂以增强CDT。实验在氢氧根离子的作用下，通过H₂O₂与Cu²⁺的配位反应制备了CP纳米点。在被肿瘤细胞内吞后，内溶酶体的酸性环境会加速CP纳米点的解离，进而释放Fenton催化剂Cu²⁺和H₂O₂，两者之间会发生类Fenton反应并产生的•OH，后者会通过脂质过氧化诱导溶酶体膜渗透，从而通过溶酶体相关途径导致细胞死亡。CP纳米粒子的粒径小，除具有对pH依赖的•OH生成特性以外，其在被静脉给药后还具有较高的肿瘤累积，因此能够有效抑制肿瘤生长，且在体内的副作用非常小。

Li-Sen Lin, Tao Huang, Sheng Wang, Xiaoyuan Chen. et al. Synthesis of Copper Peroxide Nanodots for H₂O₂ Self-Supplying Chemodynamic Therapy. Journal of the American Chemical Society. 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b03457

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b03457

11. ACS Nano：三重DNA纳米开关用于对pH敏感的多种抗癌药物的释放

上海大学陈桂芳博士、朱小立教授合作开发了一种基于DNA的刺激响应型药物递送系统用于协同肿瘤治疗。该系统是基于三聚体DNA纳米开关，能够对pH值在5.0-7.0范围内的变化做出精确响应。在细胞外中性pH空间中，DNA纳米开关会保持线性构象，同时可以固定多种治疗药物。而在被癌细胞内吞和靶向摄取后，酸性细胞内腔内的DNA纳米开关会由线性构象转变成三重构象，进而导致治疗药物的释放。这种刺激响应型药物递送系统不依赖于人工的响应型材料，具有很好的生物相容性。此外，它还可以同时进行多种疗法以提高疗效。研究通过使用荷瘤小鼠模型证明了该智能纳米开关在被静脉注射后可以有效地使得基因沉默并显著抑制肿瘤的生长，为协同癌症治疗提供新的策略。

Xiaoxia Chen, Guifang Chen, Xiaoli Zhu. et al. Triplex DNA Nanoswitch for pH-Sensitive Release of Multiple Cancer Drugs. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b03846

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b03846

12. Nano Lett.：多抗原纳米类毒素用于对抗耐药革兰氏阴性细菌

由耐多药的革兰阴性菌引起的感染已成为全球公共卫生所面临的一项重大威胁。加州大学圣地亚哥分校Ronnie H. Fang博士和张良方教授合作报告了一种基于巨噬细胞膜包裹的纳米颗粒的多抗原纳米类毒素疫苗，该疫苗可诱导对致病性铜绿假单胞菌的强免疫反应。这种仿生纳米疫苗的设计利用了巨噬细胞在清除病原体中的特殊作用以及它们对细菌分泌的各种毒性因子的天然亲和力。结果表明，巨噬细胞纳米类毒素能有效表达铜绿假单胞菌抗原，其体外和体内的安全性也得到了充分的证实。当通过不同的给药途径给肺炎模型小鼠接种疫苗时，该纳米类毒素能够激发强大的体液免疫反应来对抗炎症感染。这一工作也为利用仿生纳米技术设计安全的、多抗原抗病毒疫苗以及应用这些纳米疫苗预防耐多药革兰氏阴性感染提供了新的策略。

Xiaoli Wei, Danni Ran, Ronnie H. Fang, Liangfang Zhang. et al. Multiantigenic Nanotoxoids for Antivirulence Vaccination against Antibiotic-Resistant Gram-Negative Bacteria. Nano Letters. 2019

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01844

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01844

13. AM：免疫金聚焦离子束扫描电镜用于剖析细胞-环境之间的相互作用

容积成像技术能够在纳米级分辨率下将结构和功能信息相关联起来，这对于了解复杂的生物系统中细胞过程来说是十分必要的。聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB-SEM)可以对超微结构进行体积研究。然而，它却不能提供同等分辨率的生物分子信息。伦敦帝国学院Molly M. Stevens教授团队将免疫金聚焦离子束扫描电镜(immunogold FIB-SEM)技术与原位聚焦离子束扫描电镜(FIBSEM)成像技术相结合，从而实现了对超微结构和生物分子信息的同步空间映射。实验成功地将该方法应用于研究两种不同的细胞材料系统，证明了immunogold FIB-SEM在解决细胞生物学、生物材料和再生医学等领域的问题时具有广泛的适用性。

Sahana Gopal, Molly M. Stevens. et al. Immunogold FIB-SEM: Combining Volumetric Ultrastructure Visualization with 3D Biomolecular Analysis to Dissect Cell–Environment Interactions. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201900488

https://doi.org/10.1002/adma.201900488

14. ACS Nano：地塞米松可使肿瘤微环境正常化并提高顺铂的递送效率和疗效

地塞米松是一种具有抗炎特性的糖皮质激素，可以用于治疗包括癌症在内的许多疾病，并且也有助于控制化疗、放疗和免疫治疗的各种副作用。东京大学Horacio Cabral团队和川崎工业振兴研究所Kazunori Kataoka团队合作研究了地塞米松在实现转移性小鼠乳腺癌(BC)的肿瘤微环境(TME)正常化中的作用。地塞米松可以使血管和细胞外基质正常化，从而降低间质液压力、组织硬度和固体应力。而对应的，尺寸为13纳米和32纳米的葡聚糖纳米载体(NCs)的穿透率也得到了提高。肿瘤中流体和高分子输运的力学模型研究则表明地塞米松可通过增加间质水力传导率来提高NC的穿透，同时不会降低血管壁的有效孔径。因此，地塞米松可以提高负载有顺铂(CDDP/m)的30纳米的聚合物胶束在小鼠原发性BC和自发性BC肺转移模型中的肿瘤累积和疗效。这一研究表明，通过地塞米松预处理可以提高给药NC后其对原发性肿瘤和转移瘤的治疗效果。

John D. Martin, Kazunori Kataoka, Horacio Cabral. et al. Dexamethasone Increases Cisplatin-Loaded Nanocarrier Delivery and Efficacy in Metastatic Breast Cancer by Normalizing the Tumor Microenvironment. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.8b07865

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b07865

15. ACS Nano：具有高共载和刺激响应型释放能力的自毁聚合物用于化学-光动力学治疗

光动力疗法(PDT)在治疗恶性肿瘤时可以与化疗一起发挥更好的协同作用。PDT的微创性和非全身性毒性是其突出的优点，但与化疗联合使用时则会造成非选择性毒性的副作用。沈阳药科大学何仲贵教授、孙进教授和翟英雷博士合作设计了一种聚合物纳米颗粒系统，该系统可共负载化疗药物和光敏剂以实现化学-光动力联合治疗。为了解决高效的共负载，实验首先合成了偶联阿霉素的自毁型聚合物(PEG-PBC-TKDOX)去负载光敏剂Ce6。Ce6会通过与阿霉素的π-π堆积相互作用实现高负载(41.9 wt %)，得到的纳米颗粒为大小50 nm。在PDT治疗中，激光不仅可以刺激Ce6产生细胞毒性活性氧(ROS)，而且可以激活级联反应来释放负载的药物。同时该自毁型聚合物载体可以响应ROS并对其主干进行解聚以促进药物在ROS的刺激下释放。由于这种药物释放过程受到光的控制，因此可以有效避免化疗所造成的全身毒性，实现更加安全高效的协同治疗。

Menglin Wang, Yinglei Zhai, Jin Sun, Zhonggui He. et al. High Co-loading Capacity and Stimuli-Responsive Release Based on Cascade Reaction of Self-Destructive Polymer for Improved Chemo-Photodynamic Therapy. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b02096

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b02096

16. ACS Nano：半导体聚合物用于原位肝癌的近红外II区光热治疗

肝肿瘤因其手术切除率低、复发率高、侵袭性强而成为最具致命性的肿瘤之一。光热治疗(PTT)具有非侵入性，在肿瘤治疗中具有许多的突出优势。然而，大多数PTT是在NIR-I区窗口进行的，而NIR-II区光敏剂则具有更高的穿透能力，因此其临床应用前景也更加广阔。中科院长春应化所谢志刚团队和王植源团队合作采用三元共聚方法得到了一种在NIR-I和NIR-II区具有最佳吸收性能的半导体聚合物。实验利用该半导体聚合物制备的纳米粒子(NP)可以在激光照射下治疗原位肝癌。并且实验结果表明，与808 nm激光相比，相同条件下的1064 nm激光可以激发NP对原位肝癌产生更加有效的抑制作用。

Tingting Sun, Zhi Yuan Wang, Zhigang Xie. et al. Tailor-Made Semiconducting Polymers for Second Near-Infrared Photothermal Therapy of Orthotopic Liver Cancer. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b03910

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b03910

17. ACS Nano：核壳纳米纤维的逐层组装可控制生长因子的协同递送以促进骨再生

骨组织的再生受成骨和血管生成生长因子的调控。因此可以通过构建一个双生长因子释放系统以实现定时释放来促进骨再生。武汉大学李祖兵教授团队和邓红兵团队合作，采用同轴静电纺丝和逐层(LBL)技术制备了核壳SF/PCL/PVA纳米纤维垫，同时将骨形态发生蛋白2 (BMP2)植入纳米纤维的核内，将结缔组织生长因子(CTGF)附着于其表面。研究证实该系统可以实现BMP2的持续释放和CTGF的快速释放。体内外实验表明该双药物释放系统对骨组织恢复具有很好的改善作用。与单一的BMP2释放系统相比，其骨再生能力可以提高43%。因此，这种由核壳纳米纤维实现的时间控制释放生长因子为促进骨再生提供了一种很有前途的新策略。

Gu Cheng, Hongbing Deng, Zubing Li. et al. Controlled Co-delivery of Growth Factors through Layer-by-Layer Assembly of Core−Shell Nanofibers for Improving Bone Regeneration. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.8b06032

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b06032

18. AFM：上转换荧光生物传感平台用于检测疾病生物标志物和神经毒剂

上转换纳米粒子(UCNPs)是一类用于生物分析的新型荧光探针。UCNPs可以作为荧光共振能量转移(FRET)系统的能量供体，随后靶分子可以介导能量向受体转移，其中的数量信息可被转换为“on-off”上转换信号读出。然而，每个UCNP都含有数千个发射中心离子，其中的大部分都超过了FRET临界距离，这就严重阻碍了荧光能量的传递效率，进而导致信号背景比(SBR)较低。陕西师范大学任伟博士和刘成辉教授合作提出了一种新的设计方法，即利用光诱导电子转移(PET)机制将UCNPs的能量转移到表面的邻醌类化合物上。在该体系中，UCNPs荧光猝灭效率可达94.73%，进而实现较高的SBR。实验系统地验证了这种基于PET的平台性能，证明了其可以对疾病生物标志物(如酪氨酸酶和碱性磷酸酶)进行高灵敏度的检测。此外，该UCNP-PET平台还能对神经毒剂沙林的模拟物进行有效的传感分析。

Ya Li, Wei Ren, Chenghui Liu. et al. A Versatile Photoinduced Electron Transfer-Based Upconversion Fluorescent Biosensing Platform for the Detection of Disease Biomarkers and Nerve Agent.

DOI: 10.1002/adfm.201903191

https://doi.org/10.1002/adfm.201903191

19. ACS Nano：原位组装的肿瘤疫苗用于防止肿瘤复发

虽然免疫检查点抑制剂已经成为癌症治疗的一个重大突破，但单一治疗往往效果不足。国立首尔大学Gayong Shim团队和Yu-Kyoung Oh教授团队合作报告了一种免疫检查点抑制剂修饰的纳米颗粒用于原位组装形成肿瘤疫苗，它可以激活肿瘤微环境中的免疫系统以防止肿瘤复发。实验通过将咪喹莫特(IQ)包埋于对光响应的聚多巴胺纳米颗粒中，制备了负载佐剂的纳米颗粒(IQ/PNs)。随后IQ/PNs的表面被修饰上抗PDL1抗体(PDL1Ab-IQ/ PNs)来与灭活的肿瘤细胞和PDL1进行原位组装。IQ/PNs表面的抗PDL1抗体可以提高纳米粒子与过表达PDL1的CT26癌细胞的结合作用，因此在近红外(NIR)光照射下，经PDL1Ab-IQ/PNs处理的细胞会产生更强的光热抗癌作用。为了模拟肿瘤微环境，研究将骨髓来源的树突状细胞与经过不同处理的CT26细胞共培养。研究表明，被NIR光灭活并结合了PDL1Ab-IQ/ PNs的CT26细胞可以最好地诱导树突状细胞的成熟。实验在CT26荷瘤小鼠体内单次静脉注射不同纳米颗粒制剂后发现，PDL1Ab-IQ/PNs具有比未修饰的纳米颗粒更好的肿瘤积累效果，且在近红外光照射下可实现肿瘤消除。而除了原发性肿瘤之外，PDL1Ab-IQ/PNs也能完全阻止远处继发性CT26肿瘤的生长，小鼠生存率可达100%，最长可存活150天。长期研究表明，PDL1Ab-IQ/PNs联合近红外光辐射治疗可以在首次接种肿瘤150天后有效地抑制CT26肿瘤的生长。

Quoc-Viet Le, Gayong Shim, Yu-Kyoung Oh. et al. In Situ Nanoadjuvant-Assembled Tumor Vaccine for Preventing Long-Term Recurrence. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b02071

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b02071

20. Adv. Sci.：T细胞膜纳米粒子利用生物正交靶向和免疫识别技术增强光热治疗

由于T细胞表面存在特异性免疫识别受体，它们的膜有望成为一种高效的纳米载体来将药物递送到肿瘤病灶。然而，由于肿瘤内部的异质性，这种单一的靶向策略往往效率不足。而叠氮(N₃)或双环[6.1.0]壬炔(BCN)改性的非天然糖可以作为人工受体成功地结合到各种肿瘤细胞的表面糖基中，这也有望克服单一靶向策略的不足。中科院深圳先进技术研究院郑明彬博士、蔡林涛教授和广东医科大学李宝红教授团队合作构建了N₃标记的T细胞膜(N3-TINPs)包裹的吲哚菁绿纳米粒(INPs)，它可以通过免疫识别和生物正交化学作用来特异性地靶向肿瘤上的天然抗原和BCN人工受体。结果表明，注射了N₃-TINPs的小鼠的肿瘤的荧光强度是注射单纯TINPs的小鼠的1.5倍。并且肿瘤内积累的N₃-TINPs也可显著提高光热治疗效果，同时有效降低不良的副作用反应。

Yutong Han, Mingbin Zheng, Baohong Li, Lintao Cai. et al. T Cell Membrane Mimicking Nanoparticles with Bioorthogonal Targeting and Immune Recognition for Enhanced Photothermal Therapy. Advanced Science. 2019

DOI: 10.1002/advs.201900251

https://doi.org/10.1002/advs.201900251

21. AM综述：用于近红外光调控的纳米换能器

光调节，即利用光来远程控制生物事件，它提供了一种精确的方法来解决生物学和医学领域中的诸多问题。然而，这一方法往往受限于紫外/可见光的有限的组织穿透和光毒性等问题，而生物友好的近红外(NIR)光具有较好的组织穿透效果，因此也更加适合应用于光调节。但是由于目前很少有内源性生物分子可以在近红外区进行吸收或发射，因此开发可以将近红外光转化为可调控生物事件的光的分子换能器就至关重要。而能够将近红外光转化为紫外/可见光、热或自由基的光学纳米材料就非常适合这一类研究。新加坡南洋理工大学浦侃裔教授团队综述了近年来纳米光学传感器在医学上的应用进展；重点介绍了纳米换能器的设计原理以及其在神经活动的光调控、基因表达、视觉系统以及光化学组织键合等新兴领域当中的应用；最后讨论了该领域目前面临的挑战和未来的展望。

Jingchao Li, Kanyi Pu. et al. Nanotransducers for Near-Infrared Photoregulation in Biomedicine. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201901607

https://doi.org/10.1002/adma.201901607