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近年來，科學(xué)家們在很多研究中都利用納米顆粒來進(jìn)行疾病的治療和診斷等，比如有研究人員就利用納米顆粒開發(fā)出了能檢測胰腺癌的新型生物傳感器；那么近期納米顆粒還在哪些方面推動了醫(yī)學(xué)研究呢？本文中，小編對相關(guān)研究進(jìn)行了整理，分享給大家！
【1】Nat Biotechnol：重磅！科學(xué)家開發(fā)出能攜帶CRISPR系統(tǒng)的新型納米顆粒 可實現(xiàn)對細(xì)胞基因組的編輯
doi：10.1038/nbt.4005
近日，刊登在雜志Nature Biotechnology上的一篇研究報告中，來自MIT的科學(xué)家開發(fā)出了一種新型納米顆粒，這種納米顆粒能夠運輸CRISPR基因編輯系統(tǒng)，并對小鼠機(jī)體的基因進(jìn)行特異性修飾；因此研究人員就能夠利用納米顆粒來攜帶CRISPR組分，從而就消除了使用病毒的需要。
利用這種新型的運輸技術(shù)，研究者就能對大約80%的肝臟細(xì)胞進(jìn)行特定基因的切割，這或許就能達(dá)到目前在成體動物中應(yīng)用CRISPR技術(shù)的*成功率。 研究者Daniel Anderson教授說道，讓我們非常激動的是，我們制造了這種特殊的納米顆粒，其能被用來*特異性地編輯成年動物機(jī)體肝細(xì)胞中的DNA；本文研究中，研究者所研究的一種名為Pcsk9的基因能調(diào)節(jié)機(jī)體膽固醇的水平，而人類機(jī)體中該基因的突變或許和一種名為家族性高膽固醇血癥的罕見疾病有關(guān)，目前FDA批準(zhǔn)的兩種抗體藥物能夠抑制Pcsk9基因的表達(dá)，然而這些抗體藥物需要在患者后半生中定期服用，而新型的納米技術(shù)或能*性地對該基因進(jìn)行編輯，同時就為治療這種罕見疾病提供了新的治療思路。
【2】金納米顆粒提升癌癥藥物療效
金作為一種貴金屬在金融和首飾行業(yè)已有廣泛應(yīng)用，英國和西班牙一項聯(lián)合研究說，通過技術(shù)手段還可以將金納米顆粒應(yīng)用在疾病治療上，以提升癌癥藥物的療效，降低副作用。
在實驗中，研究人員將金納米顆粒包裹在一個特殊微型化學(xué)裝置中，然后將它植入斑馬魚腦部，并有針對性地催化了一次化學(xué)反應(yīng)，證明這種能力可以應(yīng)用在動物體內(nèi)并且是可控的。此外，研究人員在實驗皿中也觀察到，金納米顆粒能夠激活應(yīng)用于肺癌細(xì)胞的抗癌藥物，提升藥物的效力。
英國愛丁堡大學(xué)和西班牙薩拉戈薩大學(xué)的研究人員介紹，選擇金是因為金相對安全穩(wěn)定，并且具有加速或催化化學(xué)反應(yīng)的能力。未來如果技術(shù)發(fā)展成熟，可以利用這一包含金納米顆粒的裝置來輔助化療藥物更地作用于癌細(xì)胞，避免傷害體內(nèi)健康組織，降低藥物副作用。
【3】Science子刊：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞或能改善運輸納米顆粒的癌癥療法的效率
DOI：10.1126/scitranslmed.aal0225
近日，刊登在雜志Science Translational Medicine上的一篇研究報告中，來自麻省總醫(yī)院的研究人員通過研究鑒別出了巨噬細(xì)胞的新角色，即其能夠幫助改善納米顆粒運輸癌癥療法的治療效率，文章中，研究者闡明了恰當(dāng)?shù)姆派浏煼ㄈ绾瓮ㄟ^將巨噬細(xì)胞吸引到腫瘤血管中來改善癌癥納米藥物的運輸，運輸效率能夠改善600%。
研究者M(jìn)iles Miller博士指出，在過去10年里，納米醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展到可以促進(jìn)選擇性的藥物運輸?shù)侥[瘤中發(fā)揮作用，而這是通過對納米材料的工程化改善以及多項臨床試驗所達(dá)到的；相比重點研究納米顆粒本身，研究人員還能夠使用體內(nèi)顯微鏡檢查技術(shù)研究如何重新調(diào)節(jié)腫瘤自身結(jié)構(gòu)來更加有效地積累多種類型的納米藥物。
將癌癥藥物包裹到納米顆粒中能夠改善藥物動力學(xué)特性，這樣就能夠在血液循環(huán)中延長藥物的存在時間，并且避免在介入療法中使用毒性溶劑，但在臨床試驗中，將納米顆粒包裹的藥物運輸?shù)交颊邫C(jī)體的腫瘤中或許會面臨很多挑戰(zhàn)，大部分是因為腫瘤微環(huán)境中的因子，腫瘤中的高壓和腫瘤血管的低滲透性或許會限制任何藥物從機(jī)體循環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)入腫瘤細(xì)胞。
【4】Adv Sci：新型siRNA納米顆粒有效地逆轉(zhuǎn)了肝損傷
DOI：10.1002/advs.201600228
RNA干擾（RNAi）作為后基因組時代的一種下調(diào)基因表達(dá)的工具已被廣泛用于基因功能的研究以及疾病的治療。近年來隨著RNA干擾技術(shù)在生命領(lǐng)域的應(yīng)用以及研究的深入，RNA干擾成為了生命科學(xué)領(lǐng)域的一個研究熱點。
小干擾RNA (siRNA)介導(dǎo)的RNA干擾正是通過下調(diào)致病基因從而對很多人類疾病實現(xiàn)治療，如癌癥、自身免疫性疾病以及病毒感染性疾病等。但由于siRNA自身的局限性（細(xì)胞內(nèi)不穩(wěn)定性、腎清除率高、細(xì)胞通透性差等）使其不能直接用于疾病治療，需要通過良好的運輸體系的運輸才能實現(xiàn)其臨床應(yīng)用的潛力。因此設(shè)計并實現(xiàn)一種理想的運輸體系是研究者們一直追求的目標(biāo)。
重慶大學(xué)創(chuàng)新藥物研究中心馮旭利教授及其研究團(tuán)隊在siRNA運輸方面取得了重要進(jìn)展。她們采用生物相容性良好的PEG作為主體框架，通過酸敏感的功能團(tuán)采用無銅點擊化學(xué)反應(yīng)（Click Reaction）將siRNA通過共價鍵結(jié)合到主體材料上，該體系可大大提高siRNA的穩(wěn)定性同時共價鍵的結(jié)合增加了siRNA的載藥量。
【5】Nat Nanotechnol：開發(fā)出新的抗癌納米顆粒，有望長期阻止癌癥復(fù)發(fā)
doi：10.1038/nnano.2017.69
在一項新的研究中，來自美國梅約診所等研究機(jī)構(gòu)的研究人員開發(fā)出一種新的旨在讓乳腺瘤萎縮同時阻止其復(fù)發(fā)的抗癌納米顆粒。接受這種納米顆粒注射的小鼠的腫瘤大小下降了70～80%。zui令人關(guān)注的是，接受這種納米顆粒治療的小鼠抵抗未來的腫瘤復(fù)發(fā)，即便在治療一個月后接觸到癌細(xì)胞，也是如此。相關(guān)研究結(jié)果于2017年5月1日在線發(fā)表在Nature Nanotechnology期刊上，論文標(biāo)題為“M*lent bi-specific nanobioconjugate engager for targeted cancer immunotherapy”。
這些結(jié)果表明這種新開發(fā)的納米顆粒對HER2陽性乳腺癌產(chǎn)生強(qiáng)效的抗腫瘤免疫反應(yīng)。已知具有較高的HER2蛋白水平的乳腺癌侵襲性地生長，而且更快地擴(kuò)散。
論文共同通信作者、梅約診所神經(jīng)外科醫(yī)師和神經(jīng)科學(xué)家Betty Y.S. Kim博士（主攻腦瘤研究）說，“在這項概念驗證研究中，我們吃驚地發(fā)現(xiàn)這些接受這種納米顆粒治療的小鼠表現(xiàn)出持久的抗癌效應(yīng)。不同于現(xiàn)存的僅靶向免疫系統(tǒng)一部分的癌癥免疫療法，我們專門設(shè)計的納米顆粒積極地調(diào)動整個免疫系統(tǒng)來殺死癌細(xì)胞，促進(jìn)身體產(chǎn)生它自己的記憶系統(tǒng)，從而使得腫瘤復(fù)發(fā)zui小化。這種納米藥物還可靶向不同類型的癌癥和其他的人類疾病，包括神經(jīng)xue管疾病和神經(jīng)退行性疾病。”
【6】Nat Nanotechnol：重磅！利用納米顆粒在體內(nèi)制造CAR-T細(xì)胞
doi：10.1038/nnano.2017.57
在一項新的概念驗證研究中，來自美國弗雷德-哈金森癌癥研究中心和華盛頓大學(xué)的研究人員開發(fā)出生物可降解的納米顆粒，這些納米顆粒能夠被用來對T細(xì)胞（一種免疫細(xì)胞）進(jìn)行基因編程，使得它們識別和摧毀癌細(xì)胞，并且它們?nèi)匀煌Ａ粼隗w內(nèi)。
在這項于2017年4月17日在線發(fā)表在Nature Nanotechnology期刊上的研究中，這些研究人員證實在一種白血病模式小鼠體內(nèi)，這些納米顆粒編程的T細(xì)胞能夠快速地清除這種疾病，或者延緩它的進(jìn)展。
論文通信作者、弗雷德-哈金森癌癥研究中心研究員Matthias Stephan博士說，“據(jù)我們所知，我們的技術(shù)是快速地讓T細(xì)胞具有腫瘤識別能力，而不需要在實驗室中將它們提取出來。這些重編程T細(xì)胞在24小時到48小時內(nèi)開 始發(fā)揮功能，并且在幾周的時間內(nèi)持續(xù)產(chǎn)生這些識別腫瘤細(xì)胞的受體。這提示著我們的技術(shù)有潛力允許免疫系統(tǒng)在這種疾病變得致命性之前，快速地發(fā)起足夠強(qiáng)的免疫反應(yīng)來摧毀癌變的細(xì)胞。”
【7】納米顆粒攜帶藥物組合可治療黑色素瘤
DOI：10.1158/1535-7163.MCT-16-0285
來自美國的研究人員開發(fā)了一類新型藥物，可以借助納米顆粒對一種藥物組合進(jìn)行運輸這樣可以避免黑色素瘤產(chǎn)生治療抵抗。這種叫做CelePlum-777的藥物包含了一定比例的抗炎藥物Celecoxib和duxing藥物Plumbagin，通過這兩種藥物的結(jié)合，細(xì)胞很難產(chǎn)生抵抗。
Celecoxib和Plumbagin以特定比例聯(lián)合使用能夠協(xié)同殺死黑色素瘤細(xì)胞。研究人員借助納米顆粒將藥物直接送達(dá)癌細(xì)胞，“將多種藥物裝載到納米顆粒中是一個創(chuàng)新方法，可以將多種癌癥藥物同時送達(dá)需要它們發(fā)揮作用的部位。另外一個優(yōu)勢就是通過藥物聯(lián)合，可以使用更為有效且毒性更小的藥物濃度。”領(lǐng)導(dǎo)該研究的Raghavendra Gowda教授這樣說道。
Celecoxib和Plumbagin無法通過口服的方式很好地進(jìn)入體內(nèi)，因此不能達(dá)到發(fā)揮毒性殺傷作用所需的藥物比例。CelePlum-777可以通過靜脈注射的方式注入體內(nèi)，因為藥物尺寸小可以在腫瘤內(nèi)部積累隨后釋放藥物殺死癌細(xì)胞。研究人員在學(xué)術(shù)期刊Molecular Cancer Therapeutics 和 Cancer Letters上報道了他們的結(jié)果。
【8】Nature子刊：開發(fā)出基于納米顆粒的生物傳感器檢測胰腺癌
doi：10.1038/s41551-016-0021
胰腺癌是癌癥死亡的主要原因之一，這是因為在早期階段，它通常是無法檢測到的。在一項新的研究中，來自美國亞利桑那州立大學(xué)的Ye Hu和他的同事們開發(fā)出一種快速的廉價的基于納米顆粒的胰腺癌診斷方法。這種方法部分上是利用胰腺癌釋放的囊泡表面上的一種生物標(biāo)記物開發(fā)的。相關(guān)研究結(jié)果于2017年2月6日在線發(fā)表在Nature Biomedical Engineering期刊上，論文標(biāo)題為“Nanoplasmonic quantification of tumour-derived extracellular vesicles in plasma microsamples for diagnosis and treatment monitoring”。
當(dāng)腫瘤產(chǎn)生時，它們釋放微小的囊泡到病人的血液中。如果生物傳感器能夠分離和鑒定出這些囊泡，那么利用針刺取得病人的手指血液，對所取得的血液樣品進(jìn)行分析，就可能潛在較早地檢測癌癥。Hu說，這一過程應(yīng)比更加常規(guī)的活組織檢查或正電子發(fā)射計算機(jī)斷層掃描更加簡單和更加低廉。
他解釋道，所有細(xì)胞都釋放囊泡，確定這些囊泡是來自健康的細(xì)胞還是來自腫瘤組織是一大挑戰(zhàn)。如今，他和他的同事們發(fā)現(xiàn)胰腺癌釋放出的囊泡過量表達(dá)表面蛋白EphA2。
【9】ACS Nano：新型納米顆粒運輸系統(tǒng)或能克服CRISPR基因編輯障礙 有效改善療法效率
DOI：10.1021/acsnano.6b07600
近日，一項刊登在雜志ACS Nano上的研究報告中，來自馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校的研究人員通過研究利用納米顆粒設(shè)計出了一種新系統(tǒng)能夠幫助CRISPR/Cas9系統(tǒng)跨過細(xì)胞膜進(jìn)入到細(xì)胞核中，同時還能夠避免被細(xì)胞器所捕獲。
研究者Rubul Mout說道，CRISPR由兩種組分組成，包括名為Cas9的剪刀樣蛋白和名為sgRNA的RNA分子，sgRNA分子能夠引導(dǎo)Cas9進(jìn)入到靶點位置，一旦Cas9-sgRNA配對進(jìn)入到細(xì)胞核的目的基因處，其就開始查詢細(xì)胞核中的遺傳錯誤，并且對其進(jìn)行修復(fù)來幫助宿主細(xì)胞修復(fù)細(xì)胞機(jī)器。
研究者Rolo， Mout以及同事所開發(fā)的這種新型運輸方法主要對Cas9蛋白（Cas9En）以及納米載體進(jìn)行了工程化操作；通過精細(xì)地調(diào)節(jié)工程化Cas9En和納米顆粒之間的相互作用，研究者構(gòu)建出了特殊的運輸載體，這些載體能夠攜帶Cas9蛋白以及sgRNA同細(xì)胞膜接觸并且融合，zui終將Cas9：sgRNA直接釋放到細(xì)胞質(zhì)中。
【10】Nat Commun：新型納米顆?？纱龠M(jìn)癌癥藥物治療的效果
doi：10.1038/nnano.2016.160
研究者們*次發(fā)現(xiàn)類似于魚竿或蠕蟲的納米顆粒相比梭型的納米顆粒能夠更加有效地穿透細(xì)胞或者類似于細(xì)胞核的特殊屏障。
這對于藥物的運輸系統(tǒng)來說是十分重大的突破。在癌癥的藥物治療領(lǐng)域，研究者們不得不面對的一個問題就是如何將藥物地運送到靶點部位。
該團(tuán)隊使用了一種新型的熒光顯微技術(shù)，這一技術(shù)使得他們能夠?qū)崟r追蹤不同形狀的納米顆粒在單個癌癥細(xì)胞中的運動。
之后，他們能夠地定位藥物釋放的位點，以及如何在細(xì)胞中擴(kuò)散。
"我們需要知道藥物是如何到達(dá)zui終的目的地"，研究者之一Hinde博士說道："而我們?nèi)缃裼辛丝梢宰粉欉@一奇妙過程的工具。另一方面，其它研究者們也能夠利用該技術(shù)去追蹤納米顆?；蛘咚幬镞\輸系統(tǒng)"。（生物谷Bioon.com）
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