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生物领域最新进展集锦 | NIR-II、光声成像/ATP成像/ 声动力-免疫治疗

已有 728 次阅读 2019-7-16 14:51 |个人分类:热点研究|系统分类:博客资讯

01NIR-II荧光和光声双模态成像对大脑血管和微小肿瘤精准诊断


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对于脑肿瘤成像,大多数研究集中在血脑屏障(BBB)受损的晚期肿瘤。虽然早期微小肿瘤血管(直径<2mm)的诊断和治疗对于延长生存期更有利,但微小肿瘤的诊断由于强大的BBB使造影剂难以穿透和驻留,十分具有挑战性。


新加坡国立大学刘斌团队,中国科学院深圳先进技术研究院盛宗海团队,浙江大学钱骏团队合作开发了一种早期诊断脑部微小肿瘤的近红外二区荧光成像和光声成像的双模态探针。苯并二噻吩(BDT)作为给电子体通过Stille偶联聚合缺电子受体alt-噻二唑并苯并三唑(TBZ)合成PBT共轭聚合物,通过微流体技术制造50纳米左右的均匀的纳米颗粒。其在1156nm处具有发射峰,在1000nm处有35.2L g -1 cm -1的大吸收率。NIR-II荧光成像解析血流动力学和脑血管系统在600μm深度的空间分辨率为23μm。NIR-II PAI双模态模式能够在聚焦超声引起BBB开放后成功进行深部微小脑肿瘤(<2 mm,深度在颅骨和头皮下2.4 mm)的无创显像,信噪比为7.2。


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阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902504 



02生物可诱导的脂质和信使RNA纳米粒子促使快速高效的CRISPR / Cas9在体编辑


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扩大CRISPR / Cas9基因组编辑技术的生物医学应用的主要挑战是将Cas9核酸酶和单指导RNA(sgRNA)递送到特定细胞和器官中。中科院化学所汪铭团队美国塔夫茨大学许巧兵团队共同报道了通过生物可降解的脂质体/ Cas9信使RNA(mRNA)纳米颗粒实现体外和体内有效且非常快的CRISPR / Cas9基因编辑。他们设计并筛选出合成脂质用的丙烯酸酯和BAMEA胺,并形成了与二硫键结合生物可诱导的BAMEA-O16B脂质纳米粒子。BAMEA-O16B可以有效地将Cas9 mRNA和sgRNA传递到细胞中,同时释放RNA以响应细胞内还原作用,在mRNA递送后24小时内进行基因组编辑。在敲除人胚胎肾细胞的绿色荧光蛋白(GFP)表达中的体外实验中效率高达90%,静脉注射BAMEA-O16B / Cas9 mRNA / sgRNA纳米颗粒有效地在小鼠肝细胞中积累,并且在小鼠血清中将前蛋白转化酶枯草杆菌蛋白酶/ PCSK9水平降低至未处理的20%。


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阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902575 



03酸性微环境驱动的DNA纳米机器促进肿瘤细胞外环境中的特异性ATP成像


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细胞外ATP是癌症治疗的新兴目标,因为它是塑造肿瘤微环境(TME)和调节肿瘤进展的关键信使。然而,设计用于TME中细胞外ATP的靶向成像的生物化学探针仍然是一个巨大的挑战。


国家纳米科学中心李乐乐团队报道了肿瘤细胞外环境中靶向ATP成像的DNA纳米机器人的构建方法。他们在DNA机器中引入了pH(低)插入性多肽(pHLIP),pHLIP有感应pH并在低pH诱导下进行膜折叠,自发形成螺旋并插入到细胞膜上。一种随结构转换的适配体作为纳米机器的ATP传感模块(Apt),pHLIP作为致动器模块,在肿瘤细胞表面上固定化。染料Cy5标记的适配体与具有猝灭剂(BHQ2)的互补链杂交来构建Apt模块。在双链体状态下,适配体的荧光通过Förster共振能量转移(FRET)淬灭。然而在ATP存在下,适配体将转变结构来结合ATP,导致双链体结构的破坏,荧光加强。静脉(iv)注射后,Apt-LIP可以在酸性TME触发时特异性地锚定在肿瘤细胞表面上,然后以高信噪比 “开启”荧光细胞外ATP的成像。


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阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201901885 



04声动力-免疫治疗纳米捕获剂对抗多药耐药性细菌感染


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致病菌能对几乎所有现有的抗生素产生抗性,多药耐药(MDR)细菌的快速进化和传播极大地影响了传统的抗菌药物管理和疾病治疗。无抗生素疗法有望通过辐射细菌和它的致病毒性来预防和控制多药耐药性(MDR)细菌感染。厦门大学刘刚团队提出了一种用于桥接抗菌声动力疗法和抗病毒免疫疗法的生物启发策略。利用基因工程改造在细胞膜上表达用来中和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的 α-毒素的抗体,用此细胞膜形成纳米囊泡,然后进行超声敏化剂包封。在超声激活后,超声敏化剂有效地产生活性氧物质以杀死细菌并加速毒力清除。体内光学成像显示,抗体导向的纳米捕获器可以成功定位MRSA感染并准确地区分病灶和无菌炎症。原位磁共振成像和氧合血红蛋白饱和度检测可视化治疗进展,显示小鼠MRSA肌炎在超声免疫治疗中完全根除。


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阅读原文: 

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902530 



05仿生Platesomes用于pH响应的药物递送并增强抗肿瘤活性


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仿生伪装,已证明在合成材料中具有药代动力学和生物相容性的优点,可以用于开发安全纳米医学载体。使用细胞膜作为纳米载体的表面涂层,能够有效地继承源蛋白质或其它生物活性分子,以保持源细胞在体内的生物活性。国家纳米科学中心聂广军研究员,王婧副研究员,张银龙博士生共同作为通讯作者开发了用于特异性递送药物至肿瘤和pH响应的仿生平板状纳米载体“plateome”。这种平板状纳米载体将血小板膜与功能化合成脂质体合并构建,从而表现出增强的肿瘤亲和力,他们将pH敏感脂质DSPE-PEOz加入到plateome中,以便选择性地在溶酶体区室的酸性微环境中释放药物。在小鼠癌症模型中,它显示出比没有pH响应性的平板基质的纳米制剂或基于传统pH敏感性脂质体的纳米制剂更好的抗肿瘤效果。工程细胞膜具有非常大的潜力成为新一代生物相容且有效的纳米载体。


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阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201900795 




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