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[专家学者] 武汉大学化学与分子科学学院高分子系张先正

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发表于 2017-3-22 16:15:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
张先正武汉大学教授,高分子领域专家,1971年出生,1994年7月毕业于武汉大学化学系,获得学士学位,2000年6月获得武汉大学化学系博士学位。2000年9月至2001年8月新加坡国家材料研究所助理研究员。2001年9月至2004年9月美国康耐尔大学博士后及美国National Textile Center (NTC)基金项目M01-B01和M01-CR01研究员。2004年9月回国到武汉大学化学院任教授,现任生物医用高分子材料教育部重点实验室主任。已在相关领域发表SCI论文近150篇,其中第一作者和通讯论文被他人累计引用1600多次。并拥有多项国家和国际专利。

武汉大学张先正

武汉大学张先正
研究方向: 高分子化学与物理
联系电话: xz-zhang@whu.edu.cn
Email: xz-zhang@whu.edu.cn

学术兼职
中国生物材料学会理事会理事,中国化学会高分子学科委员会委员,中国材料研究学会高分子材料与工程分会常务理事,国家自然科学基金委员会工程与材料科学部专家评审组成员,四川大学高分子材料工程国家重点实验室学术委员会委员,浙江大学高分子合成与功能构造教育部重点实验室学术委员会委员,南开大学功能高分子材料教育部重点实验室学术委员会委员,SCI期刊Journal of Bioactive and Compatible Polymers编委、Regenerative Biomaterials编委、Chinese Chemical Letters编委、《高分子学报》编委、《高分子材料科学与工程》编委、《国际生物医学工程杂志》编委和《功能材料》编委等。

研究领域与兴趣
生物医用高分子(材料)/多肽材料的基础理论研究及其在生物医学和生物技术领域的应用,包括药物控制释放、组织工程、基因治疗等。已在Prog. Polym. Sci.、Biomaterials、JACS、Angew. Chem.、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Adv. Healthcare Mater.、ACS Nano, Small、Sci. Rep.、Chem. Commun.、J. Control Release、J. Mater. Chem.、Biomacromolecules、Macromolecules、Langmuir等期刊发表SCI论文300多篇;论文SCI他引6500多次,H因子46。国内外专利多项,部分专利已转让。


  • Wang S-B, Zhang C, Chen Z-X, Ye J-J, Peng S-Y, Zhang X-Z. A versatile CO nanogenerator for enhanced tumor therapy and anti-inflammation. ACS Nano 2019,
  • Zhang C, Zhang L, Wu W, Gao F, Li R-Q, Song W, Zhuang Z-N, Liu C-J, Zhang X-Z. Artificial super neutrophils for inflammation targeting and HClO generation against tumors and infections. Advanced Materials 2019, 31, 1901179.
  • Li K, Li J-L, Zheng D-W, Zeng X, Liu C-J, Zhang X-Z. Molecular muscle type theranostic nanoplatform for tumor therapy and its metabolic studies. Journal of Materials Chemistry B 2019 (In press)
  • Wang S-B, Zhang C, Chen Z-X, Liu X-H, Peng S-Y, Zheng H-R, Xu Z-H, Zhong Z-L, Zhang X-Z. Tungsten nitride-based O2 self-supply nano-agents for precise photodynamic therapy against hypoxic tumor. Advanced Therapeutics 2019,
  • Cheng Y-J, Qin S-Y, Ma Y-H, Chen X-S, Zhang A-Q, Zhang X-Z. Super-pH-sensitive mesoporous silica nanoparticle-based drug delivery system for effective combination cancer therapy. ACS Biomaterials Science & Engineering 2019,
  • Chen S, Fan J-X, Liu X-H, Zhang M-K, Liu F, Zeng X, Yan G-P, Zhang X-Z. A self-delivery system based on an amphiphilic proapoptotic peptide for tumor targeting therapy. Journal of Materials Chemistry B 2019, 7, 778-785.
  • Chen W-H, Luo G-F, Zhang X-Z. Recent Advances in Subcellular Targeted Cancer Therapy Based on Functional Materials. Advanced Materials 2019, 31.
  • Cheng H, Jiang X-Y, Zheng R-R, Zuo S-J, Zhao L-P, Fan G-L, Xie B-R, Yu X-Y, Li S-Y, Zhang X-Z. A biomimetic cascade nanoreactor for tumor targeted starvation therapy-amplified chemotherapy. Biomaterials 2019, 195, 75-85.
  • Cheng H, Zheng R-R, Fan G-L, Fan J-H, Zhao L-P, Jiang X-Y, Yang B, Yu X-Y, Li S-Y, Zhang X-Z. Mitochondria and plasma membrane dual-targeted chimeric peptide for single-agent synergistic photodynamic therapy. Biomaterials 2019, 188, 1-11.
  • Fan J-X, Peng M-Y, Wang H, Zheng H-R, Liu Z-L, Li C-X, Wang X-N, Liu X-H, Cheng S-X, Zhang X-Z. Engineered Bacterial Bioreactor for Tumor Therapy via Fenton-Like Reaction with Localized H2 O2 Generation. Advanced Materials 2019, 31, e1808278-e1808278.
  • Hu J-J, Liu M-D, Chen Y, Gao F, Peng S-Y, Xie B-R, Li C-X, Zeng X, Zhang X-Z. Immobilized liquid metal nanoparticles with improved stability and photothermal performance for combinational therapy of tumor. Biomaterials 2019, 207, 76-88.
  • Li C-X, Zhang Y, Dong X, Zhang L, Liu M-D, Li B, Zhang M-K, Feng J, Zhang X-Z. Artificially Reprogrammed Macrophages as Tumor-Tropic Immunosuppression-Resistant Biologics to Realize Therapeutics Production and Immune Activation. Advanced Materials 2019, 31, e1807211-e1807211.
  • Li R-Q, Zhang C, Xie B-R, Yu W-Y, Qiu W-X, Cheng H, Zhang X-Z. A two-photon excited O-2-evolving nanocomposite for efficient photodynamic therapy against hypoxic tumor. Biomaterials 2019, 194, 84-93.
  • Liu W-L, Zou M-Z, Liu T, Zeng J-Y, Li X, Yu W-Y, Li C-X, Ye J-J, Song W, Feng J, Zhang X-Z. Expandable Immunotherapeutic Nanoplatforms Engineered from Cytomembranes of Hybrid Cells Derived from Cancer and Dendritic Cells. Advanced Materials 2019, e1900499-e1900499.
  • Wan S-S, Zhang L, Zhang X-Z. An ATP-Regulated Ion Transport Nanosystem for Homeostatic Perturbation Therapy and Sensitizing Photodynamic Therapy by Autophagy Inhibition of Tumors. ACS Central Science 2019, 5, 327-340.
  • Xu L, Qiu W-X, Liu W-L, Zhang C, Zou M-Z, Sun Y-X, Zhang X-Z. PLA-PEG Micelles Loaded with a Classic Vasodilator for Oxidative Cataract Prevention. ACS Biomaterials Science & Engineering 2019, 5, 407-412.
  • Yu W, Liu T, Zhang M, Wang Z, Ye J, Li C-X, Liu W, Li R, Feng J, Zhang X-Z. O-2 Economizer for Inhibiting Cell Respiration To Combat the Hypoxia Obstacle in Tumor Treatments. ACS Nano 2019, 13, 1784-1794.
  • Zeng J-Y, Wang X-S, Qi Y-D, Yu Y, Zeng X, Zhang X-Z. Structural Transformation in Metal-Organic Frameworks for Reversible Binding of Oxygen. Angewandte Chemie International Edition 2019, 58, 5692-5696.
  • Zhang A-N, Wu W, Zhang C, Wang Q-Y, Zhuang Z-N, Cheng H, Zhang X-Z A versatile bacterial membrane-binding chimeric peptide with enhanced photodynamic antimicrobial activity. Journal of Materials Chemistry B 2019, 7, 1087-1095.
  • Zhang C, Liu W-L, Bai X-F, Cheng S-X, Zhong Z-L, Zhang X-Z. A hybrid nanomaterial with NIR-induced heat and associated hydroxyl radical generation for synergistic tumor therapy. Biomaterials 2019, 199, 1-9.
  • Zhang C, Wang S-B, Chen Z-X, Fan J-X, Zhong Z-L, Zhang X-Z. A tungsten nitride-based degradable nanoplatform for dual-modal image-guided combinatorial chemo-photothermal therapy of tumors. Nanoscale 2019, 11, 2027-2036.
  • Zhang L, Wan S-S, Li C-X, Xu L, Cheng H, Zhang X-Z. An Adenosine Triphosphate-Responsive Autocatalytic Fenton Nanoparticle for Tumor Ablation with Self-Supplied H2O2 and Acceleration of Fe(III)/Fe(II) Conversion. Nano Letters 2018, 18, 7609-7618.
  • Zhang M-K, Li C-X, Wang S-B, Liu T, Song X-L, Yang X-Q, Feng J, Zhang X-Z. Tumor Starvation Induced Spatiotemporal Control over Chemotherapy for Synergistic Therapy. Small 2018, 14.
  • Zhang M-K, Wang X-G, Zhu J-Y, Liu M-D, Li C-X, Feng J, Zhang X-Z. Double-Targeting Explosible Nanofirework for Tumor Ignition to Guide Tumor-Depth Photothermal Therapy. Small 2018, 14.
  • Zhang Y-H, Qiu W-X, Zhang M, Zhang L, Zhang X-Z. MnO2 Motor: A Prospective Cancer-Starving Therapy Promoter. ACS Applied Materials & Interfaces 2018, 10, 15030-15039.
  • Zheng D-W, Li B, Xu L, Zhang Q-L, Fan J-X, Li C-X, Zhang X-Z. Normalizing Tumor Microenvironment Based on Photosynthetic Abiotic/Biotic Nanoparticles. ACS Nano 2018, 12, 6218-6227.
  • Zheng D-W, Fan J-X, Liu X-H, Dong X, Pan P, Xu L, Zhang X-Z. A Simply Modified Lymphocyte for Systematic Cancer Therapy. Advanced Materials 2018, 30.
  • Zheng D-W, Hong S, Xu L, Li C-X, Li K, Cheng S-X, Zhang X-Z. Hierarchical Micro-/Nanostructures from Human Hair for Biomedical Applications. Advanced Materials 2018, 30.
  • Zheng D-W, Xu L, Li C-X, Dong X, Pan P, Zhang Q-L, Li B, Zeng X, Zhang X-Z. Photo-Powered Artificial Organelles for ATP Generation and Life-Sustainment. Advanced Materials 2018, 30.
  • Zhu J, Zhang M, Zheng D, Hong S, Feng J, Zhang X-Z. A Universal Approach to Render Nanomedicine with Biological Identity Derived from Cell Membranes. Biomacromolecules 2018, 19, 2043-2052.
  • Zhu J-Y, Zhang M-K, Ding X-G, Qiu W-X, Yu W-Y, Feng J, Zhang X-Z. Virus-Inspired Nanogenes Free from Man-Made Materials for Host-Specific Transfection and Bio-Aided MR Imaging. Advanced Materials 2018, 30.
  • Zou M-Z, Liu W-L, Li C-X, Zheng D-W, Zeng J-Y, Gao F, Ye J-J, Zhang X-Z. A Multifunctional Biomimetic Nanoplatform for Relieving Hypoxia to Enhance Chemotherapy and Inhibit the PD-1/PD-L1 Axis. Small 2018, 14.
  • Zhang C, Wu W, Li R-Q, Qiu W-X, Zhuang Z-N, Cheng S-X, Zhang X-Z. Peptide-Based Multifunctional Nanomaterials for Tumor Imaging and Therapy. Advanced Functional Materials 2018, 28.
  • Zeng J-Y, Zou M-Z, Zhang M, Wang X-S, Zeng X, Cong H, Zhang X-Z. pi-Extended Benzoporphyrin-Based Metal-Organic Framework for Inhibition of Tumor Metastasis. ACS Nano 2018, 12, 4630-4640.
  • Wang X-S, Zeng J-Y, Zhang M-K, Zeng X, Zhang X-Z. A Versatile Pt-Based Core-Shell Nanoplatform as a Nanofactory for Enhanced Tumor Therapy. Advanced Functional Materials 2018, 28.
  • Wang X-Q, Peng M, Li C-X, Zhang Y, Zhang M, Tang Y, Liu M-D, Xie B-R, Zhang X-Z. Real-Time Imaging of Free Radicals for Mitochondria-Targeting Hypoxic Tumor Therapy. Nano Letters 2018, 18, 6804-6811.
  • Wang X-G, Cheng Q, Yu Y, Zhang X-Z. Controlled Nucleation and Controlled Growth for Size Predicable Synthesis of Nanoscale Metal-Organic Frameworks (MOFs): A General and Scalable Approach. Angewandte Chemie-International Edition 2018, 57, 7836-7840.
  • Wan S-S, Zeng J-Y, Cheng H, Zhang X-Z. ROS-induced NO generation for gas therapy and sensitizing photodynamic therapy of tumor. Biomaterials 2018, 185, 51-62.
  • Rong L, Qin S-Y, Zhang C, Cheng Y-J, Feng J, Wang S-B, Zhang X-Z. Biomedical applications of functional peptides in nano-systems. Materials Today Chemistry 2018, 9, 91-102.
  • Qin S-Y, Zhang A-Q, Zhang X-Z. Recent Advances in Targeted Tumor Chemotherapy Based on Smart Nanomedicines. Small 2018, 14.
  • Qin S-Y, Cheng Y-J, Lei Q, Zhang A-Q, Zhang X-Z. Combinational strategy for high-performance cancer chemotherapy. Biomaterials 2018, 171, 178-197.
  • Ma N, Zhang M-K, Wang X-S, Zhang L, Feng J, Zhang X-Z. NIR Light-Triggered Degradable MoTe2 Nanosheets for Combined Photothermal and Chemotherapy of Cancer. Advanced Functional Materials 2018, 28.
  • Liu W-L, Liu T, Zou M-Z, Yu W-Y, Li C-X, He Z-Y, Zhang M-K, Liu M-D, Li Z-H, Feng J, Zhang X-Z. Aggressive Man-Made Red Blood Cells for Hypoxia-Resistant Photodynamic Therapy. Advanced Materials 2018, 30.
  • Liu T, Liu W, Zhang M, Yu W, Gao F, Li C, Wang S-B, Feng J, Zhang X-Z. Ferrous-Supply-Regeneration Nanoengineering for Cancer-Cell-Specific Ferroptosis in Combination with Imaging-Guided Photodynamic Therapy. ACS Nano 2018, 12, 12181-12192.
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  • Li X, Li J-L, Huang W-G, Zhang X-Z, Zhang B, Cai T. Metalloporphyrin-bound Janus nanocomposites with dual stimuli responsiveness for nanocatalysis in living radical polymerization. Nanoscale 2018, 10, 19254-19261.
  • Hu J-J, Cheng Y-J, Zhang X-Z. Recent advances in nanomaterials for enhanced photothermal therapy of tumors. Nanoscale 2018, 10, 22657-22672.
  • Gao, F, Zhang, C, Qiu, W-X, Dong, X, Zheng, D-W, Wu, W, Zhang, X-Z. PD-1 Blockade for Improving the Antitumor Efficiency of Polymer-Doxorubicin Nanoprodrug. Small 2018, 14.
  • Chen, Z-X, Liu, M-D, Zhang, M-K, Wang, S-B, Xu, L, Li, C-X, Gao, F, Xie, B-R, Zhong, Z-L, Zhang, X-Z. Interfering with Lactate-Fueled Respiration for Enhanced Photodynamic Tumor Therapy by a Porphyrinic MOF Nanoplatform. Advanced Functional Materials 2018, 28.
  • Chen, S, Yan, G-P, Zhang, X-Z. Intelligent Responsive Polymers for Gene Delivery. Acta Polymerica Sinica 2018, 853-863.
  • Zheng D-W, Chen Y, Li Z-H, Xu L, Li C-X, Li B, Fan J-X, Cheng S-X, Zhang, X-Z. Optically-controlled bacterial metabolite for cancer therapy. Nature Communications, 2018.
  • Wang X-G, Cheng Q, Yu Y, Zhang X-Z. A General and Scalable Approach with Controlled Nucleation and Controlled Growth for Size Predicable Synthesis of Nanoscale MOFs. Angewandte Chemie International Edition, 2018.
  • Zeng J-Y, Zou M-Z, Zhang M, Wang X-S, Zeng X, Cong H, Zhang X-Z. π-Extended Benzoporphyrin-Based Metal–Organic Framework for Inhibition of Tumor Metastasis. ACS nano. 2018.
  • Zheng DW, Hong S, Xu L, Li CX, Li K, Cheng SX, Zhang XZ. Hierarchical Micro-/Nanostructures from Human Hair for Biomedical Applications. Advanced Materials 2018. 1800836.
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  • Zhang Y-H, Qiu W-X, Zhang M, Zhang L, Zhang X-Z. MnO2 Motor: A Prospective Cancer Starving Therapy Promoter. ACS Applied Materials & Interfaces. 2018.
  • Zhu J-Y, Zhang M-K, Ding X-G, Qiu W-X, Yu W-Y, Feng J, Zhang X-Z. Virus-Inspired Nanogenes Free from Man-Made Materials for Host-Specific Transfection and Bio-Aided MR Imaging. Advanced Materials, 2018, 1707459.
  • Song W, Kuang J, Li C-X, Zhang M-K, Zheng D-W, Zeng X, Liu C-J, Zhang X-Z. Enhanced Immunotherapy Based on Photodynamic Therapy for Both Primary and Lung Metastasis Tumor Eradication. ACS Nano, 12, 1978-1989.
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  • Kuang J, Song W, Yin J, Zeng X, Han S, Zhao Y-P, Tao J, Liu C-J, He X-H, Zhang X-Z. iRGD Modified Chemo-immunotherapeutic Nanoparticles for Enhanced Immunotherapy against Glioblastoma. Advanced Functional Materials, 2018.
  • Qin S-Y, Cheng Y-J, Lei Q, Zhang A-Q, Zhang X-Z. Combinational strategy for high-performance cancer chemotherapy. Biomaterials, 2018.
  • Qiu W-X, Zhang M-K, Liu L-H, Gao F, Zhang L, Li S-Y, Xie B-R, Zhang C, Feng J, Zhang X-Z. A self-delivery membrane system for enhanced anti-tumor therapy. Biomaterials, 161, 81-94.
  • Li S-Y, Xie B-R, Cheng H, Li C-X, Zhang M-K, Qiu W-X, Liu W-L, Wang X-S, Zhang X-Z. A biomimetic theranostic O2-meter for cancer targeted photodynamic therapy and phosphorescence imaging. Biomaterials, 151, 1-12.
  • Zhu J-Y, Zhang M-K, Zheng D-W, Hong S, Feng J, Zhang X-Z. A Universal Approach to Render Nanomedicine with Biological Identity Derived from Cell Membranes. Biomacromolecules, 2018.
  • Zhang C, Liu L-H, Qiu W-X, Zhang Y-H, Song W, Zhang L, Wang S-B, Zhang X-Z. A Transformable Chimeric Peptide for Cell Encapsulation to Overcome Multidrug Resistance. Small, 2018.
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  • Ma N, Lin C, Wu N, Liu Q, Ma J-L, Meng W, Wang X-S, Zhang L, Xu X, Zhao Y, Zhang L, Fan J, Sun J, Zhuo R-X, Zhang X-Z. Stomata-like metal peptide coordination polymer. Journal of Materials Chemistry A. 2017. 5. 23440-23445.
  • Sun Y-X, Zhu J-Y, Qiu W-X, Lei Q, Chen S, Zhang X-Z. Versatile Supermolecular Inclusion Complex Based on Host–Guest Interaction for Targeted Gene Delivery. ACS Applied Materials & Interfaces. 2017. 9. 42622-42632.
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  • Li S-Y, Cheng H, Xie B-R, Li C-X, Zheng H-R, Zhuo R-X, Zhang X-Z. Glutathione and Caspase-3 Responsive Cyclic Peptide Fluorescent Probes. Acta Polymerica Sinica. 2017. 1191-1199.
  • Fan J-X, Zheng D-W, Mei W-W, Chen S, Chen S-Y, Cheng SX, Zhang X-Z. A Metal–Polyphenol Network Coated Nanotheranostic System for Metastatic Tumor Treatments. Small, 2017.
  • Liu L-H, Zhang Y-H, Qiu W-X, Zhang L, Gao F, Li B, Xu L, Fan J-X, Li Z-H, Zhang X-Z. Dual-Stage Light Amplified Photodynamic Therapy against Hypoxic Tumor Based on an O2 Self-Sufficient Nanoplatform. Small, 2017.
  • Zeng J-Y, Wang X-S, Zhang M-K, Li Z-H, Gong D, Pan P, Huang L, Cheng S-X, Cheng H, Zhang X-Z. Universal Porphyrinic Metal–Organic Framework Coating to Various Nanostructures for Functional Integration. ACS applied materials & interfaces, 9(49), 43143-43153.
  • Cheng H, Li S-Y, Zheng H-R, Li C-X, Xie B-R, Chen K-W, Li B, Zhang X-Z. Multi-Förster Resonance Energy Transfer-Based Fluorescent Probe for Spatiotemporal Matrix Metalloproteinase-2 and Caspase-3 Imaging. Analytical Chemistry, 89(8), 4349-4354.
  • Li S-Y, Cheng H, Xie B-R, Qiu W-X, Li C-X, Li B, Cheng H, Zhang X-Z. Mitochondria targeted cancer therapy using ethidium derivatives. Materials Today Chemistry, 6, 34-44.
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  • Ma N, Jiang X-Y, Zhang L, Wang X-S, Cao Y-L, Zhang X-Z. Novel 2D Layered Molybdenum Ditelluride Encapsulated in Few-Layer Graphene as High-Performance Anode for Lithium-Ion Batteries. Small, 14, 1703680.
  • Liu L-H, Qiu W-X, Zhang Y-H, Li B, Zhang C, Gao F, Zhang L, Zhang X-Z. A Charge Reversible Self-Delivery Chimeric Peptide with Cell Membrane-Targeting Properties for Enhanced Photodynamic Therapy. Advanced Functional Materials, 2017.
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  • Chen W-H, Luo G-F, Qiu W-X, Lei Q, Liu L-H, Wang S-B, Zhang X-Z. Mesoporous silica-based versatile theranostic nanoplatform constructed by layer-by-layer assembly for excellent photodynamic/chemo therapy. Biomaterials. 2017. 117. 54-65.
  • Chen W-H, Luo G-F, Lei Q, Hong S, Qiu W-X, Liu L-H, Cheng S-X, Zhang X-Z. Overcoming the Heat Endurance of Tumor Cells by Interfering with the Anaerobic Glycolysis Metabolism for Improved Photothermal Therapy. ACS Nano. 2017. 11. 1419-1431.
  • Chen S, Lei Q, Qiu W-X, Liu L-H, Zheng D-W, Fan J-X, Rong L, Sun Y-X, Zhang X-Z. Mitochondria-targeting "Nanoheater" for enhanced photothermal/chemo-therapy. Biomaterials. 2017. 117. 92-104.



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发表于 2018-4-12 08:55:59 | 显示全部楼层
用于基因传递的智能响应性高分子研究进展
陈思 , 鄢国平  , 张先正 ,
1.武汉工程大学材料科学与工程学院 武汉 430205
2.生物医用高分子材料教育部重点实验室武汉大学化学与分子科学学院 武汉 430072
通讯作者: 张先正, xz-zhang@whu.edu.cn

基金项目: 国家自然科学基金(基金号21434004)资助项目
摘要: stringUtils.convertMathHtml(智能响应性高分子由于其具有优异的环境响应性、多样的功能性、良好的生物可降解性和生物相容性而在生物医用领域备受瞩目. 基于特定功能的智能响应性高分子基因载体可以克服基因运载中的障碍,降低对正常组织和细胞的毒副作用,提升靶细胞的基因转染效率. 此外,大部分的智能响应性高分子能有效结合多种治疗方式以实现更有效的治疗效果. 本文综述了近年来智能响应性高分子在基因运载及相关生物医用领域的研究进展,对相关智能响应性高分子的设计及特点进行了介绍,并进一步对其在基因运载及相关生物医用领域的应用前景进行了展望.)

高分子载体

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发表于 2018-4-17 07:32:54 | 显示全部楼层
武汉大学张先正教授团队在细胞膜伪装的纳米药物研究取得进展

膜仿生纳米工程技术是最有望在未来实现个性化治疗的方向之一。该技术主要通过将特殊功能的细胞膜和人工合成纳米药物整合,而得到仿生纳米药物用于疾病治疗。目前,生物膜伪装的纳米药物已经被广泛应用于肿瘤治疗,毒素清除,抗菌等领域,取得了传统药物不可比拟的优异效果。这主要得益于生物膜赋予了纳米药物优越的生物相容性,更重要的是,该技术可以充分利用各种生物膜自身特殊的生物功能,结合人工纳米药物,有望真正实现个性化治疗。然而,细胞膜仿生技术在实际应用中,仍然有很多技术问题制约其进一步发展。例如,在细胞膜包覆之前,纳米药物易于聚集,尤其是无机纳米材料,这给接下来的膜包覆增加了很大的难度。此外,包膜以后,产物的分离和纯化也是目前亟需解决的难题。


针对膜包覆纳米药物的问题,武汉大学生物医用高分子材料教育部重点实验室张先正教授团队通过引入高浓度电中性的高分子聚合物葡聚糖,通过提高无机纳米颗粒和大分子稳定剂之间的非共价键作用,来增加溶液体系的稳定性。除了非共价键作用外,较高的溶液粘度或许是另一个主要因素。较高的溶液粘度和密度,有效阻碍无机纳米颗粒之间的碰撞,从而抑制其聚沉现象的发生。该团队用分子量为~4W的葡聚糖(浓度100 mg/mL)得到的稳定体系,在整个实验过程中(约4个月)没有发现任何沉淀。与此同时,选择磁性氧化铁材料作为药物载体,一方面可以比较方便地通过磁分离方法得到纯度较高的膜包覆纳米药物,去除可溶性的高分子稳定剂。另一方面,结合肿瘤细胞膜同源靶向的特性,实现磁靶向和磁共振造影功能,进一步提高了治疗效果。

利用高浓度葡聚糖稳定体系制备肿瘤细胞膜包覆的磁性纳米药物

利用高浓度葡聚糖稳定体系制备肿瘤细胞膜包覆的磁性纳米药物

图1. 利用高浓度葡聚糖稳定体系制备肿瘤细胞膜包覆的磁性纳米药物

在前期工作的基础上,该研究团队将细胞膜伪装的纳米药物扩展到基因传递领域,例如,用分子量很小(1800Da)的聚乙烯亚胺复合DNA,再进一步包覆肿瘤细胞膜,得到仿生基因传递系统,在体外和体内均表现出很高的基因转染效果。此外,该团队从自然界生物矿化中得到灵感,利用多价金属离子钆复合DNA,再用肿瘤细胞膜包裹用于基因传递,该设计完全排除人工材料,得到类似流感病毒结构的纳米基因药物,高效转染的同时,钆材料还表现出良好的磁共振造影性能,用于肿瘤成像。

以上相关成果发表在Biomacromolecules (Biomacromolecules, 2018, DOI: 10.1021/acs.biomac.8b00242), ACS Nano (ACS Nano 2017, 11, 7006-7018), Nano Letters (Nano Letters, 2016, 16, 5895-5901),Chemistry of Materials (Chemistry of Materials, 2017, 29, 2227-2231)和Advanced Materials, 2018, DOI: 10.1002/adma.201707459上。论文的第一作者为武汉大学化学与分子科学学院博士生朱静宜,目前在新加坡国立大学进行博士后研究,通讯作者为武汉大学张先正教授冯俊教授

论文链接:
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2Facs.biomac.8b00242

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发表于 2018-5-8 08:59:15 | 显示全部楼层
刺激响应型多肽的研究及其在肿瘤诊疗中的应用
邱文秀 , 程翰 , 张先正 ,   卓仁禧
武汉大学化学与分子科学学院 生物医用高分子材料教育部重点实验室 武汉 430072


通讯作者: 张先正, xz-zhang@whu.edu.cn
基金项目: 国家自然科学基金(基金号51573142,21474077)资助项目


摘要: stringUtils.convertMathHtml(多肽因其独特的理化性能,如生物相容性好,合成修饰方法简单易行,功能多样化和生物体内响应性高等优点,已被广泛用于构建刺激响应型肿瘤诊疗体系.这种以刺激响应型多肽为基础构建的药物诊疗体系,能够在到达肿瘤以前保持药物的零释放,而在靶向到达肿瘤组织后,在肿瘤组织特殊微环境或是外源刺激下(如肿瘤特异性表达酶的刺激、pH刺激和氧化还原刺激等),实现药物的精准靶向释放同时释放出各种诊疗信号.这种具有特异性刺激响应型的多肽载体可以最大程度的提高药物的抗肿瘤效果,降低药物的毒副作用,以及提高肿瘤诊断的精准度.本文简要综述了近年来不同刺激响应型多肽在肿瘤诊疗领域的研究进展.)

刺激响应型多肽

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发表于 2018-8-7 09:39:50 | 显示全部楼层
用于基因传递的智能响应性高分子研究进展
陈思 1, 鄢国平 1, 张先正 2,
1.武汉工程大学材料科学与工程学院 武汉 430205
2.生物医用高分子材料教育部重点实验室 武汉大学化学与分子科学学院 武汉 430072


通讯作者: 张先正,xz-zhang@whu.edu.cn
基金项目: 国家自然科学基金(基金号21434004)资助项目


摘要: 智能响应性高分子由于具有优异的环境响应性、多样的功能性、良好的生物可降解性和生物相容性而在生物医用领域备受瞩目. 基于特定功能的智能响应性高分子基因载体可以克服基因运载中的障碍,降低对正常组织和细胞的毒副作用,提升靶细胞的基因转染效率. 此外,大部分智能响应性高分子能有效结合多种治疗方式以实现更有效的治疗效果. 本文综述了近年来智能响应性高分子在基因运载及相关生物医用领域的研究进展,对相关智能响应性高分子的设计及特点进行了介绍,并进一步对其在基因运载及相关生物医用领域的应用前景进行了展望.

用于基因传递的智能响应性高分子研究进展

用于基因传递的智能响应性高分子研究进展
引用本文: 陈思, 鄢国平, 张先正. 用于基因传递的智能响应性高分子研究进展[J]. 高分子学报, 2018, (7): 853-863. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.17313   
Citation:  Si Chen, Guo-ping Yan and Xian-zheng Zhang. Intelligent Responsive Polymers for Gene Delivery[J]. Acta Polymerica Sinica, 2018, (7): 853-863. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.17313   

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发表于 2018-8-16 08:41:58 | 显示全部楼层
武汉大学张先正课题组AFM丨用于光热/化疗肿瘤联合治疗的近红外光触发降解的碲化钼纳米片



红外波可以激发材料的热发射,释放的热量可以杀死肿瘤细胞,已被广泛用于肿瘤的光热治疗(PTT)。共轭有机材料、碳纳米管和金属基纳米晶体等常被用作光热(PT)试剂,但由于光热转化率低和体内难代谢等问题,其在抗肿瘤治疗领域的应用受到很大的限制。

碲化钼纳米片

碲化钼纳米片



武汉大学生物医用高分子材料教育部重点实验室张先正课题组对二碲化钼二维纳米片进行肿瘤靶向修饰并负载药物,成功制备了体内可降解,光热转换效率高的功能化碲化钼纳米片,实现了肿瘤的精准诊断和和光热/化疗联合治疗。


近年来,过渡金属二硫族化合物,如MoS2、MoSe2、WS2和WSe2,因其优异的光学和电子性能成为研究人员关注的焦点。在生物医学领域,研究人员设计和制备了一系列多功能纳米材料,成功将肿瘤靶向、诊断和治疗等功能结合在单一的纳米制剂中。


本研究成功将肿瘤靶向和负载了化疗药物的功能化碲化钼纳米片(MoTe2-PEG-cRGD/DOX)用于肿瘤的诊断和治疗。MoTe2-PEG-cRGD/DOX光热转换效率高,在近红外照射下表现出良好的细胞杀死能力。由于cRGD介导的特异性肿瘤靶向性,MoTe2-PEG-cRGD/DOX在肿瘤中表现出高效的累积和较强的肿瘤烧灼效果。


重要的是,MoTe2-PEG-cRGD纳米片可在近红外光(NIR)刺激下降解。体外和体内实验结果表明,这种纳米制剂具有肿瘤靶向功能,光热转换效率高,成功实现了肿瘤的精准诊断和光热/化疗联合治疗。同时,体内易降解,可以快速排出体内,避免了体内滞留和毒副作用。

文献信息:


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发表于 2018-8-27 08:54:43 | 显示全部楼层
2018国家自然科学基金重点项目-用于肿瘤诊疗的纳米生物材料的研究
批准号        51833007        学科分类        ( )
负责人        张先正        职称                单位名称        武汉大学
资助金额        300万元        项目类别        重点项目        起止年月        2019年01月01日 至 2023年12月31日

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发表于 2018-9-10 08:41:54 | 显示全部楼层
武汉大学张先正Small综述:基于智能纳米医学的靶向肿瘤化疗的最新进展

化疗药物的药效和安全性是评价其用于肿瘤化疗结果的两个主要标准。而具有肿瘤靶向性的纳米医学技术对提高化疗药物的效率和安全性有很大的帮助。为了设计具有靶向功能的纳米材料,人们对于肿瘤的病理特征进行了广泛而深入的研究。在此基础上,Qin等人综述了利用这些病理特征来发展具有靶向功能的纳米平台用于肿瘤化疗的基本原理和优势;对同型靶向进行了单独的综述的同时也讨论了这些靶向纳米医学技术的局限性和前景展望。


智能纳米医学

智能纳米医学
Qin S, Zhang A, et al. Recent Advances in Targeted Tumor Chemotherapy Based on Smart Nanomedicines[J]. Small, 2018.
DOI: 10.1002/smll.201802417
https://doi.org/10.1002/smll.201802417

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发表于 2018-9-28 08:59:39 | 显示全部楼层
武汉大学AFM:肽基多功能纳米材料用于肿瘤成像和治疗

在过去的十年中,肽基纳米材料被认为是用于肿瘤成像和治疗的生物医学材料中的关键一员。由于其优良的生物相容性、多样的生物活性、潜在的生物降解性、特殊的生物识别能力以及易于化学改性的特点,使得目前对多肽和肽衍生物的研究得到了快速的发展。Zhang等人综述概述了目前有关肽基多功能纳米材料的设计和它们在生物医学领域中的发展现状,重点介绍了在不同治疗方法中对它们的巧妙应用。

肽基多功能纳米材料用于肿瘤成像和治疗

肽基多功能纳米材料用于肿瘤成像和治疗
Zhang C, Wu W, et al.Peptide-Based Multifunctional Nanomaterials for Tumor Imaging and Therapy[J]. Advanced Functional Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adfm.201804492
https://doi.org/10.1002/adfm.201804492

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发表于 2018-11-10 10:54:56 | 显示全部楼层
报告人:张先正教授(武汉大学)
报告题目:生物医用高分子
报告时间:1:30 PM, November 9th (Friday)
报告地点:苏州大学独墅湖校区605幢5301


摘要:
生物医用高分子是一类用于诊断、治疗或对机体细胞、组织和器官进行修复、替代或人工再生的功能高分子。本课程将简述生物医用高分子发展的历史,生物医用高分子所需要的性能要求,并且根据其特征进行分类;重点讲述生物医用高分子在药物控释释放、非病毒基因载体及组织工程支架等领域的应用;最后对于其发展前景和产业化趋势做出简要点评。


个人简介:
武汉大学教授,化学与分子科学学院副院长,生物医用高分子材料教育部重点实验室主任。1994,1997,2000年相继于武汉大学获学士、硕士和博士学位。2000年9月至2001年8月新加坡材料研究所(IMRE) Research Associate,2001年9月至2004年9月美国康奈尔大学(Cornell University)博士后。自2004年9月起在武汉大学化学与分子科学学院任教授。国际生物材料科学与工程学会联合会(IUSBSE) Fellow、FRSC、长江学者特聘教授、国家杰出青年基金获得者、国家“万人计划”科技创新领军人才、科技部中青年科技创新领军人才、中国生物材料学会青年科学家奖获得者等。Elsevier旗下Mater. Today Chem. 主编。研究领域为生物医用高分子/多肽材料,包括基础研究及其在生物医学和生物技术领域的应用研究,取得了一系列研究进展。已在Prog Polym Sci、Nat. Commun.、Adv Mater、JACS、Angew Chem Int Ed、Nano Lett、ACS Nano、Adv Func Mater、Biomaterials、Small等期刊发表SCI论文420多篇,论文SCI他引12000多次,H因子60。参与撰写学术专著4部(共4章)。申报国内外专利20余项,部分专利已转让。

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发表于 2018-11-30 10:53:15 | 显示全部楼层
武汉大学张先正ACS Nano:如何将铁死亡治疗与成像指导的光动力治疗相结合
铁死亡治疗为克服传统的诱导细胞死亡治疗手段的问题提供了新的解决方案。Liu等人构建了一种铁离子供应-再生的纳米工程,以干预肿瘤铁代谢和增强癌细胞铁中毒。Fe3+离子和单宁酸(TA)会自发形成冠冕并附着在索拉非尼(SRF)纳米孔上,形成的SRF@FeIIITA纳米颗粒可以对溶酶体酸环境进行响应,使SRF释放去抑制GPX4酶引起铁死亡。TA的作用是将游离的和生成的Fe3+还原为Fe2+,持续的Fe2+供应会导致长期的细胞毒性,而这种毒性也被证实是针对于癌细胞的。此外,吸附在SRF@FeIIITA上的光敏剂也可以进行成像指导的光动力治疗,从而于铁死亡治疗相结合来共同诱导肿瘤的完全消除。

光动力治疗

光动力治疗

Liu T, Liu W L, et al.Ferrous-Supply-Regeneration Nanoengineering for Cancer Cell Specific Ferroptosis in Combination with Imaging-Guided Photodynamic Therapy[J]. ACS Nano, 2018.
DOI: 10.1021/acsnano.8b05860
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b05860

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发表于 2019-4-1 09:09:04 | 显示全部楼层
武汉大学张先正教授团队利用含多环芳烃结构的蒽基配体可控合成了蒽基MOF(DPA-MOF),DPA-MOF能够捕获单线态氧生成对应的内过氧化MOF(EPO-MOF),这一过程可用于氧气的储存;而对应的EPO-MOF在紫外照射或者加热的条件下能够释放氧。通过DPA-MOF与EPO-MOF之间的可逆化学转变,该团队实现了氧气的可控捕获与释放

MOF

MOF
基于MOF结构转变实现氧气的捕获与释放具有独特的优势。首先,MOF是一类多孔的晶体框架材料,具有明确的结构-性能关系,可实现MOF定量化氧气捕获与释放。其次,基于MOF 中配体与Zr金属簇的强健的配位作用,使得DPA-MOF与EPO-MOF之间的可逆化学转变更具有选择性和稳定性。另外,通过引入光敏剂实现了光控MOF结构转变来控制氧气的捕获与释放,操作方便,更易于应用到生产实际中。该工作在可控定量供氧、氧气相关的分离、氧气载体等方面研究也具有重要的研究意义和应用前景。

相关结果发表Angewandte Chemie International Edition 上,文章的通讯作者是武汉大学张先正,并列第一作者是曾锦跃博士、博士研究生王小双以及硕士研究生祁永丹
该论文作者为:Jin-Yue Zeng, Xiao-Shuang Wang, Yong-Dan Qi, Yun Yu, Xuan Zeng, and Xian-Zheng Zhang
Structural Transformation in Metal-Organic Frameworks for Reversible Binding of Oxygen
Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201902810

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发表于 2019-6-6 09:30:57 | 显示全部楼层
武汉大学张先正教授团队设计并构建了一种基于Mn(III)与卟啉(TCPP)配位的MOF纳米系统。Mn(III)作为一种密封剂,不仅可以抑制基于TCPP的荧光,还可以抑制活性氧(ROS)的生成,使MOFs成为一种惰性的肿瘤诊疗纳米粒子。而在被肿瘤细胞内吞后,由于Mn(III)与谷胱甘肽(GSH)会发生氧化还原反应,MOFs在肿瘤细胞内会被细胞内的GSH的分解为Mn(II)和游离TCPP。这种分解将会消耗GSH并激活基于锰(II)的磁共振成像(MRI)以及基于TCPP的荧光成像。并且,GSH调控的TCPP释放也可用于在辐照下实现可控的ROS生成,避免了炎症的产生和对正常组织的损伤。因此,在利用GSH解除锁定后,Mn(III)密封的MOFs可以实现可控的ROS生成并有效消耗GSH,进而显著提高光动力治疗的效果。

MOF纳米系统

MOF纳米系统

Shuang-ShuangWan, Xian-Zheng Zhang, et al. A Mn(III)-Sealed Metal−Organic Framework Nanosystem for Redox-Unlocked Tumor Theranostics. ACS Nano, 2019.
DOI:10.1021/acsnano.9b00300
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b00300

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发表于 2019-7-21 09:44:58 | 显示全部楼层
肿瘤细胞会通过启动核苷酸池消毒酶突变同源体1 (MTH1)等DNA损伤修复机制来适应活性氧(ROS)的攻击以减轻氧化诱导的DNA损伤,这也极大地限制了光动力治疗的效果。
武汉大学张先正教授团队提出了一种放大氧化损伤的肿瘤治疗策略,该方法不仅致力于增强ROS的生成,而且可以抑制随后的MTH1酶活性。实验制备了介孔硅包覆的普鲁士蓝纳米材料 (PB@MSN),其具有很好的过氧化氢酶活性和药物负载能力,可以用来封装MTH1的抑制剂TH287,并最终利用作为光动力治疗试剂和荧光成像造影剂的四苯基卟啉锌(Zn-Por)对其进行修饰得到PMPT材料。PMPT纳米系统可以诱导H2O2的分解来缓解肿瘤乏氧,从而提高单线态氧的生成以增强氧化损伤;同时也会释TH287来阻碍MTH1介导的DNA损伤修复过程,从而显著提高光动力治疗的效果。

肿瘤治疗

肿瘤治疗

Jing-Jing Hu, Xian-Zheng Zhang. et al. Augmentof Oxidative Damage with Enhanced Photodynamic Process and MTH1 Inhibition forTumor Therapy. Nano Letters. 2019
DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b02112
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b02112

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发表于 昨天 17:50 | 显示全部楼层
武汉大学张先正教授(通讯作者)团队报道了一种基于细菌的生物反应器(Bac@Ceria),可精确地降解铅(Pb)离子,并消除伴随铅中毒产生的活性氧(ROS),以缓解急性/慢性铅中毒的伤害。通过生物正交反应,在非致病性菌MG1655(Bac)的表面修饰上抗氧化的二氧化铈纳米粒子(Ceria)。该生物反应器可以自发地聚集在铅离子高度富集的肝肾等器官中,细菌清除过量的铅离子,同时二氧化铈消除铅中毒所产生的ROS。体外和体内实验表明,这种生物/非生物杂化生物反应器成功实现了铅离子的解毒和机体的损伤修复,而且几乎没有毒副作用。研究成果以题为“Bio‐Orthogonal Bacterial Reactor for Remission of Heavy Metal Poisoning and ROS Elimination”发表在国际著名期刊Adv. Sci.上。

细菌降解重金属离子

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