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[乐虎国际app下载资讯] 马光辉课题组:研发出纳微颗粒新剂型 实现酶分子胞内高效递送、催化和检测

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发表于 2019-11-26 16:34:58 | 显示全部楼层 |阅读模式
中国科学院过程工程研究所与清华大学、天津大学合作,基于无定形金属有机框架开发出一种新剂型,可实现酶分子的细胞内高效递送和催化,在单细胞水平上实现细胞代谢产物的原位检测。该工作发表于《自然-通讯》(Nature Communications)。
  纳微颗粒为生物剂型工程的发展做出了重要贡献。过程工程所生化工程国家重点实验室生物剂型与生物乐虎国际app下载团队研究员马光辉魏炜等对此进行了系统研究,发现和创制了一系列纳微颗粒新剂型,成功用于肿瘤、糖尿病、乙肝等重大疾病的预防、诊断和治疗。相关工作相继发表于Nat Mater 2018, 17, 187、Nat Commun 2017, 8, 14537、Sci Adv 2019, 5, eaaw3192、Adv Mater 2019, 31, 1801159、Adv Sci 2017, 4, 1700083、ACS Nano 2015, 9, 4925-4938等,部分剂型已进入临床前和临床研究。
  受限于细胞膜的屏障作用和细胞内的降解因素,外源的酶分子难以进入细胞内发挥高效的催化反应。为解决这一难题,研究团队制备了新型的无定形态金属有机骨架纳米颗粒,用于酶分子的负载。
  该剂型能够克服细胞膜屏障,将酶分子高效递送进细胞中,同时利用纳米颗粒的保护作用,保证酶分子的天然活性,进一步借助无定形态金属有机骨架的介孔结构(3-6 nm,晶态结构仅1 nm),强化底物和产物的传质扩散(图1 a-d)。基于上述优势,该剂型可用于细胞内代谢产物的原位检测。
  以葡萄糖为例,经过该剂型催化后的产物可以与相应的荧光探针反应,借助高内涵技术在单细胞水平上实现无损伤的实时定量检测,可用于细胞代谢状态的判断以及正常细胞和癌细胞的区分(图1 e-j),为慢性病的监控和癌症的早期诊断提供了新思路。
  无定形纳米载体(a)及酶-无定形纳米载体复合物(b)的扫描电镜图;(c)Cryo-EM成像显示无定形载体的结构;(d)酶分子经过负载后的表观活性;不同代谢状态下细胞的荧光强度变化图(e)以及对应高内涵图像(f);正常肝细胞(橙色)和肝癌细胞(蓝色)的荧光强度变化图(g)以及对应高内涵图像(h);(i)不同细胞胞内葡萄糖浓度和荧光强度的关系;(j)每种细胞荧光强度达到峰值时的对应图像。
  吴晓玲、岳华和张原宇为该论文共同第一作者,戈钧、魏炜、张麟和李赛为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金优秀青年基金以及国家重点研发计划项目等支持。
 [color=rgb(41, 102, 202) !important]论文链接

无定形金属有机框架纳米剂型

无定形金属有机框架纳米剂型
图:无定形金属有机框架纳米剂型的构建及其在细胞代谢物原位检测中的创新应用
马光辉中国科学院过程工程所研究员, 现担任过程工程副所长,生化工程国家重点实验室主任。1988年,日本群马大学工学部纤维高分子工学科,获学士学位。1993年,日本东京工业大学理工学研究科高分子工学专业,获博士学位。1994-2001年  先后日本东京农工大学工学部、大学院生物系统应用科学研究科助理教授。2001年2-3月获日本文部省海外派遣资助,赴美国Lehigh大学和New Hampshire 大学做访问学者。2001年中国科学院“百人计划引进人才”到过程工程所工作。获2002年国家杰出青年科学基金,2005年获北京市科学技术奖一等奖,2009年国家发明二等奖,2009年亚洲青年女科学奖(由Elsevier和第三世界科学院共同评审)。研究方向为均一聚合物微球的制备及在生化工程和医学工程中的应用。重点探索均一生物微球的制备及其作为分离介质、药物载体、酶固定化载体、细胞微载体的应用。发展了国际领先的尺寸均一微球的制备技术和装备,制备出了多种微球产品,如多糖介质、聚合物介质、超大孔介质等,部分产品完成规模化生产,并在生物分离领域成功获得了应用和推广。还制备出了尺寸均一的聚乳酸系列微球、多糖微球、智能型微球等,并作为药物载体获得了好的应用结果,成果得到美国辉瑞、GE公司、英国联合利华等知名企业的重视,合作进行了成果转化。主持多项国家项目和企业合作项目,撰写了8本英文学术专著中的8章,编写了6本英文丛书,3本中文专业书,主译学术书1本,在国际期刊发表了100多篇SCI收录的学术论文。
魏炜中国科学院过程工程研究所研究员,博导,国家优青。2004年获北京大学医学部药学院学士学位,同年保送进入中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室进行硕博连读,2011年获得博士学位后留所工作,2013年成为首位破格晋升的副研究员,2016年破格晋升为研究员。在Nature Materials、Nature Communications、Immunity、JACS、Advanced Materials、ACS Nano、Advance Functional Materials、Biomaterials等著名学术期刊上共发表SCI论文70篇,H因子28,他引3000余次;其中第一作者和通讯作者共43篇,10篇为封面文章,参与编写中英文论著5部。先后获得中国科学院院长特别奖、中国科学院优秀博士论文、中国科学院卢嘉锡青年人才奖、中国颗粒学会青年科学家奖、中国药学会青年药剂学奖、侯德榜化工青年科技奖等多个奖项,并入选中国科学院青年促进会优秀会员、北京市科技新星计划、北京市青年拔尖人才计划和北京市高创人才计划。

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