張智軍課題組新型納米藥物載體研究取系列進(jìn)展
日期：2011-04-14 08:34:05
納米藥物遞送體系是指通過物理或化學(xué)方式將藥物分子裝載在納米材料載體上，形成藥物-載體的復(fù)合體系。它的主要優(yōu)點(diǎn)包括：（1）能夠顯著提高靶區(qū)的藥物濃度，從而改善藥物的利用率和治療效果，并降低藥物的不良反應(yīng)；（2）提高難溶性藥物在水溶液中的溶解性；（3）將藥物分子靶向遞送至特定的細(xì)胞或器官；（4）可遞送細(xì)胞難以攝取的生物大分子藥物（如核酸、蛋白質(zhì)）至細(xì)胞內(nèi)的活性部位。因此，新型納米載藥體系是目前納米生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。
張智軍課題組通過化學(xué)修飾氧化石墨烯，實(shí)現(xiàn)了抗癌藥物阿霉素和喜樹堿的可控聯(lián)合載藥和生物靶向遞送，其在體外實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出比單一載藥更高的抗腫瘤效應(yīng) (Small, 2010, 6, 537- 544)，這項(xiàng)工作入選Small月度Top 10 most accessed articles。
在此基礎(chǔ)上，該研究組進(jìn)行了氧化石墨烯用于序貫遞送siRNA和DOX的研究。研究發(fā)現(xiàn)，陽離子聚合物聚乙烯亞胺（PEI）修飾的氧化石墨烯轉(zhuǎn)染具有靶向腫瘤抗凋亡蛋白Bcl-2的siRNA進(jìn)入細(xì)胞后，能顯著的抑制Bcl-2蛋白的表達(dá)。序貫遞送siRNA和阿霉素表現(xiàn)出顯著的協(xié)同增強(qiáng)抗腫瘤效果（Small, 2011, 7, 460-464）。該工作發(fā)表后Wiley-VCH Materials Views China立即進(jìn)行了Highlight報(bào)道。最近，張智軍課題組進(jìn)一步研究了PEI修飾的氧化石墨烯用于介導(dǎo)pGL-3的細(xì)胞轉(zhuǎn)染。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該納米載藥體系顯示出很高的轉(zhuǎn)染效率（高于PEI 25K），表明功能化的氧化石墨烯有望成為一種新型高效低毒基因遞送載體。基于該項(xiàng)研究結(jié)果的一篇論文最近已被國際著名學(xué)術(shù)期刊Journal of Materials Chemistry接收。
在發(fā)展新型具有藥物控緩釋功能的無機(jī)納米粒子藥物載體方面，該課題組也取得新進(jìn)展。他們將化學(xué)偶聯(lián)阿霉素的磁性四氧化三鐵納米粒子包埋在表面修飾有聚乙二醇的多孔道二氧化硅基質(zhì)材料中，制備了一種新型多孔道磁載藥核殼納米粒子。其多孔道殼層結(jié)構(gòu)避免了飽和磁化強(qiáng)度嚴(yán)重下降，有利于磁靶向藥物遞送以及藥物的控釋（Chem Comm. 2010, 46, 8633-8635）。這項(xiàng)工作發(fā)表后被該刊物評為月度Top 10 most accessed articles。
該研究組還利用輪狀病毒結(jié)構(gòu)蛋白VP6的自組裝構(gòu)建了病毒樣顆粒（virus like particles,VLPs），并研究了其作為納米靶向藥物載體的可能性。與化學(xué)合成的納米藥物載體相比，VLPs具有生物相容性好、在體內(nèi)不易聚集和容易分解代謝等優(yōu)點(diǎn)。但目前VLPs往往通過真核表達(dá)或天然分離的方式獲得，制備成本較高，工藝不易放大，大大限制了其廣泛應(yīng)用。針對這個難題，該課題組將基因克隆到原核表達(dá)載體上，轉(zhuǎn)化大腸桿菌后，蛋白獲得了高效表達(dá)。VP6蛋白經(jīng)過復(fù)性后，再化學(xué)交聯(lián)抗癌藥物阿霉素和肝細(xì)胞靶向性配體乳糖酸，最后通過自組裝，成功構(gòu)建了VLPs納米靶向藥物載體 (Bioconjugate Chem. 2011, 22, 346-352)。
上述工作得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃、中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程項(xiàng)目和江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目等經(jīng)費(fèi)支持。
作者簡介：
張智軍
1998 年在日本關(guān)西學(xué)院大學(xué)獲理學(xué)博士學(xué)位。1998年－1999年中國北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院，博士后。1999年－2001年日本名古屋大學(xué)物質(zhì)科學(xué)國際研究中心, 日本學(xué)術(shù)振興會特別研究員。2001年－2004年加拿大國家研究院 Steacie 分子科學(xué)研究所, NSERC 研究員。 2004年－2005年加拿大McGill 大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系, 研究助理。 2006年－2007年加拿大國家研究院工業(yè)材料研究所, 研究助理。2007年11月回國受聘蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所?，F(xiàn)為研究員，博士生導(dǎo)師，課題組長。
近年來主要從事量子點(diǎn)、磁性納米粒子的合成、表面化學(xué)修飾及在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究。在量子點(diǎn)用于動物細(xì)胞的標(biāo)識及細(xì)胞毒性方面的研究方面取得了重要突破。在國際上首次發(fā)現(xiàn), 細(xì)胞氧化還原環(huán)境的改變, 引起量子點(diǎn)在細(xì)胞內(nèi)的分布及螢光強(qiáng)度的不同。國際同行稱我們研制的這種量子點(diǎn)為具有應(yīng)用前景的細(xì)胞生物傳感器。
作為主要研究人員參加美國環(huán)保署重大項(xiàng)目“納米材料對人的健康及環(huán)境的影響”，加拿大健康研究所納米醫(yī)學(xué)項(xiàng)目“用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤診斷的分子造影技術(shù)的研究”等多項(xiàng)國內(nèi)外重大項(xiàng)目，共發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇, 包括國際著名刊物 Nature Materials, Nano Letters，Langmuir等，并被他引300次。獲美國專利一項(xiàng)。目前擔(dān)任 Langmuir 等知名國際學(xué)術(shù)期刊的審稿人。
課題組目前從事功能納米材料合成及其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用和納米材料生物安全性研究，現(xiàn)主持國家自然科學(xué)基金等科研項(xiàng)目。
上一篇： 日本核泄漏事故因“量”升“級”
