頂刊動態 | Chem. Rev./AM等生物材料前沿最新科研成果精選【第22期】
1、Chem. Rev. 蛋白質組裝：多種構造高度有序納米結構的方法
圖1 蛋白質納米結構的自組裝策略
過去的幾十年里，蛋白質組裝領域以令人意想不到的速度在發展。在本篇綜述文章中，吉林大學的劉俊秋教授（通訊作者）團隊匯總了蛋白質組裝的最新研究進展，簡要介紹了包括生物技術策略、化學策略等在內的自組裝方法。此外，研究人員還探討了利用蛋白質組裝設計功能性材料的最新應用進展。文章認為，納米科學、材料科學以及合成生物學的在蛋白質組裝領域的交叉聯系將有助于促進這一學科的進一步發展。
文獻鏈接：Protein Assembly: Versatile Approaches to Construct Highly Ordered Nanostructures（Chem. Rev., 2016, DOI: 10.1021/acs.chemrev.6b00228）
2、Adv. Funct. Mater. 具有流動內核納米顆粒的近紅外激光激活的超靈敏藥物釋放
圖2 聚合物納米顆粒的合成以及兩種均聚物的玻璃化轉變溫度
合肥工業大學的楊顯珠教授（通訊作者）課題組利用雙嵌段聚合物合成一種聚合物納米顆粒。這種顆粒負載有抗癌藥物DOX和光熱試劑IR-780。在近紅外光的照射以及光熱試劑的輔助作用下，納米顆粒內部溫度極速上升，導致變得具有流動性，對藥物起到了可控釋放的作用。
文獻鏈接：NIR-Activated Supersensitive Drug Release Using Nanoparticles with a Flow Core（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201603195）
3、Adv. Funct. Mater. 氮摻雜碳量子點穩定磁性氧化鐵納米探針的體內熒光/磁共振/CT三重生物造影模式
圖3 C-Fe3O4 QDs材料的制備及其生物造影應用
東南大學的王雪梅教授課題組合成了超順磁性的氮摻雜碳鐵氧化物雜化量子點用于熒光、磁共振以及CT的三模式生物造影。研究人員利用聚谷氨酸作為前驅體以及穩定劑，通過綠色溫和的一步水熱合成方法來制備雜化量子點材料。制得的材料表現出優異的水分散性、高量子產率的波長可調熒光性能、光熱穩定性、超順磁性以及良好的生物相容性。這一多功能量子點納米探針為提高腫瘤高效多樣化診斷的便利性提供了可行的方案。
文獻鏈接：Nitrogen-Doped Carbon Quantum Dot Stabilized Magnetic Iron Oxide Nanoprobe for Fluorescence, Magnetic Resonance, and Computed Tomography Triple-Modal In Vivo Bioimaging（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/ adfm.201603084）
4、Adv. Mater. 近紅外光觸發的偶氮苯脂質體/上轉換納米顆粒雜化囊泡實現藥物遠程可控傳遞并克服癌癥多重耐藥性
圖4 近紅外光觸發的偶氮苯脂質體/上轉換納米顆粒雜化囊泡
復旦大學的張凡教授團隊報道了一種新型脂質體藥物傳輸系統（DDS）。在這種DDS中，抗癌藥物DOX和表面修飾有卵磷脂的上轉換納米顆粒（UCNPs）被封裝在脂質體骨架里。在近紅外激光的照射下，UCNPs發射紫外/可見光，致使脂質體骨架中的偶氮苯發生構型異構變化，從而為脂質體骨架創造轉動-反轉運動并最終實現藥物可控釋放。實驗表明，這一囊泡系統可以有效克服癌癥化療過程中的多重耐藥性。
文獻鏈接：Near-Infrared-Triggered Azobenzene-Liposome/Upconversion Nanoparticle Hybrid Vesicles for Remotely Controlled Drug Delivery to Overcome Cancer Multidrug Resistance（Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/ adma.201503799）
5、Adv. Mater. 納米尺度聚合物-MOFs雜化材料高效光熱治療結腸癌
圖5 UiO-66@PAN雜化納米顆粒的制備及其在光熱治療上的應用
中國科學院長春應用化學研究所的謝志剛研究員團隊將金屬有機骨架材料（MOFs）與近紅外吸收的聚合物相結合，制備具有適于細胞吸收的可控尺寸的復合材料。這種納米顆粒同時具有良好的水分散性、強大的近紅外光吸收、高度的熱穩定性以及高效的光熱轉換效率等優點。該研究中制備的聚合物MOF雜化材料在實驗中被證明有著高效的癌癥體內光熱治療性能。
文獻鏈接：Nanoscale Polymer Metal-Organic Framework Hybrids for Effective Photothermal Therapy of Colon Cancers（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/ adma.201602997）
6、Adv. Funct. Mater. 全能型前藥納米顆粒用于酸觸發的精確造影及細胞器特異性癌癥結合療法
圖6 靶向腫瘤HOT納米顆粒及其細胞器造影和抗癌策略
中國科學院上海藥物研究所的于海軍和李亞平研究員等人設計了一種用于精確造影以及細胞器特異性癌癥結合治療的前藥納米顆粒（prodrug NP）。這一前藥納米顆粒組分包括新近合成的抗癌藥物HOT、酸活化的聚苯乙烯以及二氫卟吩e6，此外還利用可滲透腫瘤的靶向配體iRGD進行功能化。在熒光造影的導向下，光動力學療法和化療的協同效應對三陰性乳腺癌表現出高效的抑制效果。
文獻鏈接：Versatile Prodrug Nanoparticles for Acid-Triggered Precise Imaging and Organelle-Specific Combination Cancer Therapy（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/ adfm.201602963）
7、Adv. Funct. Mater.：羊毛角蛋白和絲纖蛋白復合材料通過介觀分子網絡重建表現出可程序控制特性
圖7 角蛋白微絲和絲纖蛋白納米纖維的分子網絡模型示意圖
東華大學于偉東教授和廈門大學的Xiang Yang Liu教授等人利用絲纖蛋白(SF,富β-微晶)和角蛋白(富α-螺旋)二級結構的協同作用，制備了具有可調性能的生物相容性復合薄膜。調整SF與角蛋白在薄膜中的比例，使復合膜的延展性、彈性得到增強，膜透明度可達250-2500nm，是優異的可控屬性的生物光學材料。
文獻鏈接：Programing Performance of Wool Keratin and Silk Fibroin Composite Materials by Mesoscopic Molecular Network Reconstruction（Adv. Funct. Mater.，2016，DOI: 10.1002/adfm.201603403）
8、Adv. Funct. Mater.：水驅動改變蒲公英冠毛角度引起的自控制輸運行為
圖8 蒲公英種子的簡圖
北京航空航天大學劉歡等人研究了蒲公英冠毛對環境濕度變化的響應，揭示了蒲公英自調整輸運行為的原理。蒲公英種子中斜交取向排列的管胞受到環境濕度的影響，在各向異性膨脹作用下對冠毛產生定向壓力。這種對環境水分做出的響應將允許種子長距離、高效的選擇性散布。借此開發了通過整合水凝膠和玻璃纖維得到的仿生智能水致纖維陣列設備，可根據環境濕度可逆轉變空間開閉狀態。
文獻鏈接：Hydroactuated Configuration Alteration of Fibrous Dandelion Pappi: Toward Self-Controllable Transport Behavior（Adv. Funct. Mater.，2016，DOI: 10.1002/adfm.201602596）
9、Adv. Mater. 溫和溶液制備超小功能化Cu2?xSe納米顆粒作為癌癥多模式造影導向光熱治療的診療劑
圖9 Cu2-xSe-PEG-SH納米顆粒的表征
蘇州大學的李楨特聘教授等人利用溫和的水溶液來發展制備具有水溶性和生物相容性特點的超小Cu2?xSe納米顆粒。這種顆粒的粒徑在3.6 ± 0.3 nm范圍內，可用于包括光聲（PA）、計算機斷層掃描（CT）以及單光子發射計算機斷層掃描（SPECT）在內的多種造影模式。如在光聲造影和光熱治療中表現出高效的光熱轉換效率；在CT造影中表現出高X射線衰減系數。由此，研究人員認為經過PEG功能化的Cu2?xSe納米顆粒是實現癌癥多模式診療的理想材料。
文獻鏈接：Ambient Aqueous Synthesis of Ultrasmall PEGylated Cu2?xSe Nanoparticles as a Multifunctional Theranostic Agent for Multimodal Imaging Guided Photothermal Therapy of Cancer（Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201602193）
10、Adv. Mater. 二維糖基薄片實現活性氧靶向胞內生產
圖10 糖基配體及glycosheet的超分子自組裝
華東理工大學的賀曉鵬和中國科學院藥物研究所的李佳等人利用糖基探針（熒光標記的糖基配體）和二維二硫化鉬自組裝形成一種“糖基薄片（glycosheet）”的超分子結構。研究人員利用這種構造對脫唾液酸糖蛋白（asialoglycoprotein）受體高度表達的細胞系實現了ROS的靶向生產，比起單個糖基探針來說，這種超分子構造對靶向細胞更具親和力。此外，在光照條件下，超分子構造還能依據特定的行為產生單線態氧用于癌癥治療。
文獻鏈接：Targeted Intracellular Production of Reactive Oxygen Species by a 2D Molybdenum Disulfide Glycosheet（Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201602748）
本文由材料人生物材料學習小組John、白皓、杜磊供稿，材料牛編輯整理。
歡迎加入材料人生物材料學習小組，一起探討生物材料的專業問題，關注生物材料的最新動態。加入方式：（1）添加材料人生物材料交流群（124806506），私信管理員“陳昭銘（QQ：1982342885）”報名；（2）點此處報名。
材料人網尊重所有進行知識傳播的媒體，轉載請聯系tougao@cailiaoren.com
先收藏著。