周如鸿团队发现纳米药物披上聚合物“外衣”可刺激机体免疫响应

12bet备用网址官网2017年4月7日讯  靶向治疗,是在细胞分子水平上,针对已经明确的致癌位点(该位点可以是肿瘤细胞内部的一个蛋白分子,也可以是一个基因片段),来设计相应的治疗药物,药物进入体内会特异地选择致癌位点来相结合发生作用,使肿瘤细胞特异性死亡,而不会波及肿瘤周围的正常组织细胞,所以分子靶向治疗又被称为"生物导弹"。

使用纳米材料载带药物分子进入机体内特定细胞是一个全新的研究领域。为了将治疗药物靶向到肿瘤部位,此前研究发现将药物分子或疫苗载带到石墨烯等纳米材料上能助其运输至肿瘤部位,并且在肿瘤细胞中将药物释放以达到治疗疾病的效果。而使用聚合物进行钝化处理能够显著增强纳米材料的生物相容性。

日前,苏州大学放射医学及交叉学科研究院特聘教授周如鸿研究团队与中国科学院过程工程研究所马光辉研究员等人合作,在最新一期的《Nature Communications》杂志上以PEGylated graphene oxide elicits strong immunological responses despite surface passivation为题目共同发表研究成果。文中报道了聚合物包被的石墨烯虽然不会被巨噬细胞内吞,但却会加速巨噬细胞膜流动性,促进巨噬细胞迁移并诱导其产生大量炎症因子,从而触发人体细胞强烈的免疫响应。细胞能够感知纳米材料等外来异物的入侵,然后以细胞活素的形式触发一枚”信号弹”,引起其它免疫细胞的响应,比如负责信号传导的辅助T细胞和杀死感染细胞的杀手T细胞。周如鸿教授等还通过超级计算机的大规模仿真模拟,发现聚合物能够将纳米材料紧密地“粘”在细胞膜表面促进初始的信号传导。

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周如鸿团队发现纳米药物披上聚合物“外衣”可刺激机体免疫响应

图1.(左)巨噬细胞不吞噬rGO-PEG,但引起强热持续的免疫响应;(右)nGO-PEG激活巨噬细胞的分子机制

周如鸿教授领衔的研究团队发现,被聚合物包被的纳米材料能够触发人体细胞强烈的免疫响应,而该成果此前从未被报道过。聚合物包被的石墨烯并不一定会对人体造成损伤。人类细胞一旦察觉到聚合物包被的石墨烯在靠近,便会发出“求助”信号,人体免疫细胞会及时响应并迁移到纳米材料入侵的位置附近。研究人员还发现,信号将会在细胞遇到纳米药物的6小时内发出。

此外,周如鸿教授与合作者们还发现了一条激活机体免疫细胞并使之付诸行动的新途径,在没有对细胞产生物理损伤的情况下,聚合物包被的石墨烯刺激细胞发出信号弹,触发机体免疫系统做出反应,在此之前要达到这个目标并不容易。

类似的免疫疗法还能够结合此前已知的能够被载带到石墨烯上的传统药物一起投送,双管齐下的治疗方法,也许能为今后靶向治疗提供新的策略。放射医学与防护学院院长柴之芳院士评价道,“周如鸿教授领衔的这项研究成果代表了精准医学的最新进展。可以设想,一旦此类纳米材料被靶向到肿瘤或者感染病毒的细胞,它们就能激活免疫系统,从源头上去攻击肿瘤细胞和被感染细胞,该发现对纳米医学与精准医学的发展都具有重要意义“。

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