海明潭课题组：新型先进功能材料用于癌症组合治疗领域取得了一系列研究进展

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材料化学专业高分子显示与能源材料研究团队海明潭课题组与哈佛大学及上海第六医院开展合作研究，在将新型先进功能材料用于癌症组合治疗领域取得了一系列研究进展。最近，该研究团队在新型功能材料的设计制备及其在生物医药学中的应用方面再次取得了新的重要进展，相关研究工作已被国际著名学术期刊 “PNAS ”(美国国家科学院院刊)接收发表。


在生物医药体系中，可生物降解的功能性聚合物囊用于高效和低副作用的药物组合治疗体系是有效癌症治疗和先进生物医药应用的关键。药物组合治疗体系具有协同作用可以有效地降低耐药性和药物的剂量。因此制备具有生物相容性的新型纳米功能材料及其在生物医药和癌症治疗中应用的研究一直是材料科学与生命科学领域的研究热点。同时装载抗癌药物或抗体且具有光热性能的多功能纳米聚合物囊材料的研发具有重要的理论和实际应用意义。

Scheme 1. The fabrication of photothermal responsive nanosized hybrid polymersome as versatile therapeutics co-delivery nanovehicle for intravenous injection cancer treatment.

针对以上关键问题，高分子功能材料研究团队设计并制备出了可具有光热性能的纳米金棒共聚多孔纳米硅球纳米粒子装载疏水性抗癌药物并通过微流体技术-膜挤压技术将其包埋在聚合物囊纳米载体内并用于装载分子靶向药物、化学药物或免疫抑制剂，同时将其成功用于人类表皮因子受体2阳性的乳腺癌肿瘤的静脉注射治疗的生物医药化学应用中。纳米金棒共聚多孔纳米硅球具有优良的光热效应，同时还具有增加疏水性抗癌药物的装载效率。聚合物囊核-壳结构纳米载体包埋装载药物的纳米金棒共聚多孔纳米硅球，可以有效控制药物的释放，该新型功能材料有效装载不同性质的抗癌药物体系具有协同作用可以有效抑制药物的耐药性。该类功能材料具有很好的生物相容性，并且具有光热效应，可以通过药物的协同作用和药物的靶向作用及药物与抗体之间的协同作用更有效地抑制肿瘤，杀死癌细胞，减少耐药性和药物的副作用，是一类理想的药物装载和传递材料体系。该研究工作发表后，受到国内外同行的广泛关注与好评。目前这一工作已发表于美国国家科学院院刊“PNAS ”(2019, 116, 7744-7749)。


Photothermal-responsive nanosized hybrid polymersome as versatile therapeutics codelivery nanovehicle for effective tumor suppression
Hongbo Zhang, Wenguo Cui, Xiangmeng Qu, Huayin Wu, Liangliang Qu, Xu Zhang, Ermei Mäkilä, Jarno Salonen, Yueqi Zhu, Zhou Yang, Dong Chen, Hélder A. Santos, Mingtan Hai, and David A. Weitz
PNAS April 16, 2019 116 (16) 7744-7749; first published March 29, 2019 https://doi.org/10.1073/pnas.1817251116




Edited by Tobin J. Marks, Northwestern University, Evanston, IL, and approved March 6, 2019 (received for review October 10, 2018)
·         Author contributions: M.H. and D.A.W. designed research; H.Z., W.C., X.Q., L.Q., X.Z., E.M., J.S., Y.Z., and D.C. performed research; H.Z., W.C., X.Q., L.Q., X.Z., E.M., J.S., Y.Z., Z.Y., D.C., H.A.S., and M.H. analyzed data; and H.Z., H.W., H.A.S., M.H., and D.A.W. wrote the paper.
·         The authors declare no conflict of interest.
·         This article is a PNAS Direct Submission.
·         To whom correspondence may be addressed.  Email: zhuyueqi@hotmail.com, mingtanhai@mater.ustb.edu.cn, or weitz@seas.harvard.edu.