浙江大學周民團隊Adv. Funct. Mater.: 新型“協同抗腫瘤納米材料”診療一體化藥物遞送系統

最近，由周民研究員領導的研究團隊與浙江大學轉化醫學研究所以及浙江大學第二附屬醫院的研究團隊一起，發明了一種用于多模態成像和圖像引導下癌癥治療的高效可降解納米顆粒。相關研究成果發表在Adv. Funct. Mater.的封底文章中。

一般來說，腎臟可快速清除納米顆粒，進而避免其在健康組織/器官中的非特異性積聚而產生毒性。 然而，由于血液循環時間短，身體消除速度快，其腫瘤攝取量相對較低。

此次，周民團隊利用較大尺度的介孔硅（MSNs）納米載體（約100nm），先將抗癌藥物阿霉素（DOX）裝載在納米載體內部，同時利用超小尺度硫化銅納米點（CuSNDs）（約5nm）進行包覆，形成復合的多級、多功能藥物納米級輸送體系來解決這一問題（如圖1），系列表征如圖2所示。

圖1. MDNs合成路線示意圖

圖2 MDNs表征。

（b）介孔氧化硅（MSN）的TEM照片，（c）CuSNDs包覆的MSN-DOX納米顆粒的TEM照片；（d）MDNs的高分辨透射電鏡照片；（e-g）MDNs中Si和Cu元素分布的分析；（h）MDNs的粒徑分布；（i）MDNs和CuSNDs的紫外分析；（j）不同光強度下MDNs的升溫曲線。

由于較長的血液循環時間，實現了所合成的納米載藥體系（縮寫為MDNs）的高腫瘤攝取。MDN在雙模態成像中也表現出優異的性能（圖3）。MDNs表現出光熱敏感的藥物釋放和顯著的協同效應的化學/光熱治療，并在活體動物的腫瘤模型體內證實其抑制效果（圖4）。

圖3 尾靜脈注射MDNs后的多模態活體成像。

（a）不同時間點下，MDNs在動物體內的光聲成像，腫瘤部位得到較強的光聲信號（黃色虛線圈）；（b）不同時間點下，MDNs的PET成像，隨時間延長，腫瘤攝取逐漸增加（黃色箭頭）

圖4. MDNs對HepG2肝癌模型的抑制效果。

（a-b）腫瘤生長曲線和動物體重變化曲線；（c）不同處理組的免疫組化分析；（d-e）腫瘤壞死和Tunel陽性信號統計。

所合成的MDNs的另一個關鍵特征是其使用的超小尺寸納米點CuSNDs和可降解的介孔二氧化硅納米顆粒（MSNs），都可以通過腎代謝（圖5）。因此，MDNs在生物體內迅速降解排泄，避免長期毒性。這種可高度整合的多模態成像和多重治療功能的可生物降解和可清除的診療一體化載藥體系可能在臨床實踐中具有很大的應用潛力。

圖5. MDNs的納米顆粒的生物降解，生物清除特性和體內毒理學。

(a)NIR激光照射后MDNs在不同時間點的TEM照片，展示了MDNs隨時間的降解過程；（b,c）尾靜脈注射MDNs后（n=3）,小鼠主要器官在不同時間點的硅和銅元素含量的分析；（d,e）尾靜脈注射MDNs4小時后小鼠尿液的TEM照片和紫外分析結果。

本研究由國家重點研究發展計劃，國家自然科學基金和青年千人計劃資助。

論文鏈接：High-Efficient Clearable Nanoparticles for Multi-Modal Imaging and Image-Guided Cancer Therapy(Adv. Funct. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adfm.201704634)

周民研究員簡介

周民，浙江大學轉化醫學研究院研究員，博士生導師。中組部“千人計劃”青年人才計劃入選者。2008年至2015年在美國安德森癌癥擔任講師，2016年起就職于浙江大學。

研究領域及方向包括：多模態分子影像探針的研發及其臨床轉化研究；基于納米材料的藥物裝載與控制釋放研究；腫瘤診療一體化技術的研發及其臨床轉化研究；新型腫瘤治療技術的研發及其臨床轉化研究；生物醫學光子學；干細胞示蹤等。至今在國際重要學術期刊上共發表高質量SCI論文50余篇，他引>3000次。其中以第一作者或通訊作者分別在納米醫學、分子影像學、生物材料學、化學等領域國際著名專業期刊 J. Am. Chem. Soc., ACS Nano, J. Nucl. Med., Biomaterials, Nanoscale等雜志上發表20余篇，并有5篇論文選為雜志封面。戳我查看課題組主頁。

本文由浙江大學轉化醫學院周民老師團隊提供。

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