2021-12-17

App Phy Rev | 智能可变形纳米颗粒有望成为肿瘤治疗药物

原创 图灵基因 图灵基因 2021-12-17 07:03

收录于话题#前沿分子生物学技术

来自中国和美国的科学家们研究了生物学是如何触发某些类型纳米颗粒的形态变化的。这些类型的粒子被称为智能可变形纳米颗粒，因为它们可以在周围环境的刺激下改变它们的大小和形状。

这些颗粒特别有希望用于肿瘤治疗诊断，因为它们的物理特性将适应生理机能。这些适应性改善了靶向治疗的粒子循环、生物分布、肿瘤穿透、肿瘤滞留和亚细胞分布。

该团队在《Applied Physics Reviews》上发表了他们的研究（“Smart transformable nanoparticles for enhanced tumor theranostics”）。

研究人员写道：“纳米颗粒的物理形态，特别是大小和形状，总是显著影响其生物学行为。在过去，具有恒定物理形态的纳米颗粒已被广泛研究并应用于肿瘤治疗。”

“随着对肿瘤和生理微环境的深入了解，纳米颗粒需要在不同生理微环境中的循环过程中以及到达具有不同微环境的肿瘤部位时自我调整其物理形态。因此，可以在不同生理条件下改变其形态的智能可转化纳米材料在先进的肿瘤治疗学中显示出巨大的潜力。

“这篇综述总结了纳米粒子的物理形态对其在不同生理条件下的生物学行为的影响，重点介绍了作为构建指南的可变形纳米粒子的设计，深入讨论了这些智能可变形纳米粒子在肿瘤治疗学方面的近期生物医学应用，并提出了用于肿瘤治疗的智能可变形纳米颗粒开发的未来挑战和前景。”

“智能可变形纳米粒子可以根据治疗需求在不同生理条件下改变其形态。”共同作者、中国科学院的Jianxun Ding博士说，“在我们的研究中，我们揭示了这些智能系统的结构设计以及转换的深入机制。”

研究人员将可变形纳米粒子的设计作为其构建的指导方针，并讨论了其在治疗诊断领域的生物医学应用。Ding及其同事为纳米粒子转换设计和促成这种变化的机制开发了新的分类。

例如，研究人员将设计转换分为两大类：尺寸和形状。对于尺寸可改变的纳米颗粒，改变进一步分为小到大和大到小的转变。该研究揭示了基于其结构的可变形纳米粒子的详细而合理的设计。

至于促成纳米粒子转变的机制，“我们认为结构和刺激都做出了巨大贡献。”研究人员指出，“例如，不同的pH值决定了转化的准确位点，这与不同的生理、细胞外和内/溶酶体条件相关。”

过去，具有恒定物理形态的纳米颗粒已被广泛研究并应用于肿瘤治疗，而最近对纳米颗粒转化现象的研究主要集中在对刺激的反应上。然而，到目前为止，还没有对形态可转换纳米颗粒的设计和应用进行深入的讨论。

“我们的综述涵盖了智能可转化纳米粒子的结构设计、转化机制和生物医学应用，还包括对其局限性的看法。”研究人员解释说，“我们相信这次回顾将阐明这一重要领域。”