四虎娱乐-网易体育咨询电话

公司动态

当前位置:主页 > 公司动态 >

研究揭示纳米药物载体的力学性能对于克服多重

发布时间:2021-03-25 23:21

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  中国科学院紫金山天文台(中国科大天文与空间科学学院)2021年招收攻读博士学位研究生报名公告

  中国科学院紫金山天文台(中国科大天文与空间科学学院)2021年接收“推免生”章程

  2020年南昌大学-中国科学院稀土研究院“稀土专项”联合培养博士研究生“申请-考核”制招生公告

  与传统的给药方式相比,将药物分子搭载到纳米药物载体上可以实现药物的高效精确传递和可控释放。近年来,这种新型的给药方式在改善药物口服吸收和肿瘤治疗中已经取得了突破性的研究成果。然而,与简单的体外实验环境相比,纳米药物载体在到达靶组织和靶细胞之前需要克服生物体内的多重生理病理屏障,如:酶屏障、黏液屏障、细胞间质屏障、细胞屏障以及胞内转运屏障等。因此,为实现疗效最大化,设计和制备能够克服多重生理屏障并且具备高效的细胞摄入量的新型递送载体成为纳米药物从实验室转向临床应用的一个重要挑战。

  前期,上海药物所研究员甘勇和国家纳米中心研究员施兴华团队结合分子动力学模拟和超分辨率显微镜技术,发现棒状粒子特有的“旋转-跳跃”运动方式能促进其在网格状黏蛋白液体内的扩散速度,可有效提高递药效率,并提出了一个考虑颗粒黏附效应的障碍-扩散理论模型。相关成果陆续发表于Nano Letters16, 7176-7182 (2016);Journal of the Mechanics and Physics of Solids112: 431-457 (2018)。同时,双方又发现制约纳米载体口服递药和肿瘤递药的共性生理因素:具有网状结构的生物凝胶(如黏液和肿瘤细胞间质)在药物载体抵达靶细胞前扮演了重要的阻滞作用,且单一调节载体的尺度、表面性质等往往不能够有效地克服递药过程中的多重生理屏障。

  启发于肿瘤细胞较正常细胞具有更低的杨氏模量(刚度),加速肿瘤细胞的转移和扩散,科研人员考察不同刚柔性纳米药物载体在克服胞内外多重屏障的能力。采用微流控技术,设计制备了以磷脂膜为壳、聚丙交酯乙交酯共聚物(PLGA)为核的纳米颗粒载体。通过调节载体的力学性能,发现刚度适中的载体在生物凝胶中具有最高的扩散系数,且比不含PLGA内核的脂质体扩散系数提高10倍,进而拥有最优的细胞摄取量和药物递送能力。相关高效递药效果也在生物体内获得了验证。随后,结合高分辨显微镜观测和分子模拟技术,研究者对药物载体的力学性能调节其在生物凝胶屏障中扩散的力学机制进行了解析,即颗粒越软,易于变形,则载体与黏蛋白组织产生更强吸附影响其扩散;而过硬的颗粒不易变形,则容易陷入黏蛋白网络,也难以实现高效扩散。进而发现刚度适中的颗粒具有适宜的变形能力,易于穿越生物凝胶、细胞膜等多重屏障,具有最优的递药能力。这些发现将有助于科学家们利用物理属性(如形状、力学性能等)设计高效的药物载体。

  该研究工作是在甘勇和施兴华指导下,分别由双方所在课题组的博士俞淼荣、副教授徐璐(沈阳药科大学)和博士田发林等人协作完成。研究工作同时得到了布朗大学教授高华健(美国工程院、科学院院士,中国科学院外籍院士)的指导建议。该研究得到国家自然科学基金和中科院战略性先导科技专项的资助。来自上海交通大学和国家蛋白质中心的研究人员以多种方式提供了支持和帮助。

  7月4日,《自然-通讯》杂志以Rapid transport of deformation-tuned nanoparticles across biological hydrogels and cellular barriers 为题,在线报道了中国科学院上海药物研究所和中国科学院国家纳米科学中心合作的最新研究成果。

  与传统的给药方式相比,将药物分子搭载到纳米药物载体上可以实现药物的高效精确传递和可控释放。近年来,这种新型的给药方式在改善药物口服吸收和肿瘤治疗中已经取得了突破性的研究成果。然而,与简单的体外实验环境相比,纳米药物载体在到达靶组织和靶细胞之前需要克服生物体内的多重生理病理屏障,如:酶屏障、黏液屏障、细胞间质屏障、细胞屏障以及胞内转运屏障等。因此,为实现疗效最大化,设计和制备能够克服多重生理屏障并且具备高效的细胞摄入量的新型递送载体成为纳米药物从实验室转向临床应用的一个重要挑战。

  前期,上海药物所研究员甘勇和国家纳米中心研究员施兴华团队结合分子动力学模拟和超分辨率显微镜技术,发现棒状粒子特有的“旋转-跳跃”运动方式能促进其在网格状黏蛋白液体内的扩散速度,可有效提高递药效率,并提出了一个考虑颗粒黏附效应的障碍-扩散理论模型。相关成果陆续发表于Nano Letters 16, 7176-7182 (2016);Journal of the Mechanics and Physics of Solids 112: 431-457 (2018)。同时,双方又发现制约纳米载体口服递药和肿瘤递药的共性生理因素:具有网状结构的生物凝胶(如黏液和肿瘤细胞间质)在药物载体抵达靶细胞前扮演了重要的阻滞作用,且单一调节载体的尺度、表面性质等往往不能够有效地克服递药过程中的多重生理屏障。

  启发于肿瘤细胞较正常细胞具有更低的杨氏模量(刚度),加速肿瘤细胞的转移和扩散,科研人员考察不同刚柔性纳米药物载体在克服胞内外多重屏障的能力。采用微流控技术,设计制备了以磷脂膜为壳、聚丙交酯乙交酯共聚物(PLGA)为核的纳米颗粒载体。通过调节载体的力学性能,发现刚度适中的载体在生物凝胶中具有最高的扩散系数,且比不含PLGA内核的脂质体扩散系数提高10倍,进而拥有最优的细胞摄取量和药物递送能力。相关高效递药效果也在生物体内获得了验证。随后,结合高分辨显微镜观测和分子模拟技术,研究者对药物载体的力学性能调节其在生物凝胶屏障中扩散的力学机制进行了解析,即颗粒越软,易于变形,则载体与黏蛋白组织产生更强吸附影响其扩散;而过硬的颗粒不易变形,则容易陷入黏蛋白网络,也难以实现高效扩散。进而发现刚度适中的颗粒具有适宜的变形能力,易于穿越生物凝胶、细胞膜等多重屏障,具有最优的递药能力。这些发现将有助于科学家们利用物理属性(如形状、力学性能等)设计高效的药物载体。

  该研究工作是在甘勇和施兴华指导下,分别由双方所在课题组的博士俞淼荣、副教授徐璐(沈阳药科大学)和博士田发林等人协作完成。研究工作同时得到了布朗大学教授高华健(美国工程院、科学院院士,中国科学院外籍院士)的指导建议。该研究得到国家自然科学基金和中科院战略性先导科技专项的资助。来自上海交通大学和国家蛋白质中心的研究人员以多种方式提供了支持和帮助。

上一篇:“澄清”了个寂寞……
下一篇:台州援疆医生主动担当 为抗疫前线送去“稳心剂
微信扫一扫,添加我

联系人:刘经理|电话:400-0823469

地址:河南省 - 新郑市 - 东工业开发区

Copyright ©2015-2020 四虎娱乐-网易体育 版权所有 四虎网址保留一切权力!

13263328177