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校友佳音:聂广军课题组在Nature Reviews Materials发表综述:多功能生物纳米结构用于癌症治疗
院办 发布时间:2021-05-25 10:43  点击:

纳米结构在应对癌症等具有复杂病理环境和高度异质性的疾病方面日益显示出独特优势。基于生物分子的纳米结构具有多种天然的生物功能,其独特的生物相容性、超分子属性、靶向性、响应性和可编程性等特征为智能纳米药物的精准构筑提供了新的机遇,近年来在癌症治疗领域备受瞩目。

  国家纳米科学中心聂广军课题组长期致力于生物分子指导的功能纳米材料的设计和自组装,其中基于肿瘤微环境调控的智能纳米药物研究受到广泛关注。前期工作中,研究团队设计了基于超分子自组装的DNA纳米机器人,用于活体输运传统难以成药的凝血酶,实现了高效低毒的肿瘤栓塞治疗(Nature Biotechnology, 2018, 36, 258);构建了一系列多肽纳米结构,对肿瘤微环境进行靶向药物输运、特异性响应与调控,提升肿瘤诊断与综合治疗效果(Journal of the American Chemical Society,2020, 142, 5, 2490; Nano Today, 2020, 33, 100877; Advanced Materials, 2019, 31,e1804395; Nano Letters, 2019, 19, 4721; ACS Nano, 2019, 13, 5091; Angewandte Chemie international Edition, 2016, 55, 1050; Advanced Materials, 2015, 27, 1865; Journal of Controlled Release, 2014, 10, 177, 11);同时积极探索了天然蛋白纳米载体的肿瘤成像与治疗(Nano Letters, 2018, 18, 921; Small, 2013, 9, 2427; Journal of the American Chemical Society, 2011, 133, 8617)。

  在前期工作的基础上,课题组应邀对多功能生物纳米结构在癌症治疗领域的发展进行了深入探讨和系统总结,相关综述在线发表于《自然综述:材料》杂志(Multifunctional Biomolecule Nanostructures for Cancer Therapy. Nature Reviews Materials, 2021, doi: 10.1038/s41578-021-00315-x)。

  文章针对癌症纳米医学在药物靶向、体内输运、个性化设计和临床转化等方面面临的关键挑战,重点介绍了多糖、核酸、多肽和蛋白等生物分子来源的纳米结构在癌症治疗领域的研究。通过分析不同生物分子的属性,总结了生物纳米结构在多功能纳米药物设计方面的独特优势;系统说明了各种生物纳米结构的设计原理和构筑方法,介绍了实现其癌症靶向、可控释药、自身成药、高效输运等多功能性的生物学基础和多种调控机制;归纳了不同生物纳米结构在癌症化疗、基因治疗、免疫治疗及联合治疗等研究中的进展,同时阐述了生物纳米结构在智能抗癌药物领域的应用前景。例如,自组装DNA结构具有精准的可设计性、可寻址性和可编程性,可构筑多重逻辑门控的纳米药物机器;一些天然蛋白在ATP驱动下发生构象变化,可作为纳米机器实现药物在肿瘤部位的可控释放。此外,文章还详细讨论了目前各类生物纳米结构在合理设计、系统表征、精准合成及临床转化中的关键挑战。最后,对生物纳米结构用于多功能纳米药物设计、应对癌症治疗挑战的未来发展进行了展望。

  国家纳米科学中心王婧副研究员和李一叶研究员为该文章的共同第一作者,聂广军研究员为通讯作者。该工作得到科技部国家重点研发计划、中科院战略性先导科技专项(B类)、中科院基础前沿科学研究计划等项目的支持。(以上内容转自国家纳米科学中心)


生物纳米结构可提供癌症诊断与治疗所需的多种功能


聂广军简介

  聂广军,中科院特聘研究员,国科大特聘教授;科技部纳米研究国家重大科学研究计划(973)项目首席科学家(2012-2016),国家重点研发计划首席科学家(2018-2022);国务院享受政府特殊津贴专家;基金委创新群体、中科院创新交叉团队、中科院卢嘉锡国际团队成员;2016年获中国药学会以岭药业青年科学家奖,美国Houston Methodist Research Institute(休斯敦)兼职教授,英国医学科学院Advanced Newton Scholar;中国生物物理学会常务理事,中国抗癌协会纳米肿瘤学专业委员会委员,中国药学会纳米药物专业委员会委员;国家纳米科学中心科技处处长;Nano Letters 副主编。

  1999年于吉林大学生命科学学院获得硕士学位,2002年于中国科学院生物物理所获得博士学位,之后在加拿大McGill大学从事博士后研究。2008年回国在国家纳米科学中心建立了“纳米生物学和纳米生物材料”实验室,组建了一个多学科交叉研究团队。课题组现有研究员3名,副研究员3名,助理研究员2名,博新计划博士后2名。课题组已先后获得几十项各类科研资助,主持了多项科技部、基金委、中科院、北京市科委、国际合作项目以及横向合作项目等。与美国、英国、澳大利亚及加拿大等纳米医学和生命科学的多个著名实验室建立了良好的合作关系,先后与6位中科院特聘访问教授开展科研合作。课题组先后培养19名博士、8名博士后、17名硕士。先后获得中国科学院优秀导师奖、中国科学院SABIC-CAS奖学金导师奖、中国科学院澳大利亚必和必拓(BHP Billiton)导师科研奖等教学奖。获得天津市科技进步奖公益类一等奖、中国抗癌协会科技奖一等奖等奖项。

  在Nature Biotechnology, Nature Biomedical Engineering, Nature Communications, Blood, JACS, JBC, Angew Chem Int Ed, Adv Mater, Nano Letters, ACS Nano, Adv Funct Mater, Biomaterials, Haematologica, Brit J Haematol, Antioxid Redox Sign, Cancer Letters, Small和Nanomedicine等发表论文140余篇;申请抗肿瘤应用等相关发明专利40余项(授权中国专利20余项,美国授权专利3项,日本专利1项,专利转让2项)。相关研究成果被Nature Biotechnology, Nature Materials, Nature Biomedical Engineering, Nature Reviews of Cancer, Science Translational Medicine和Blood等进行了重点推荐和报道。


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