深圳先進(jìn)院等在聚集誘導(dǎo)發(fā)光納米仿生機(jī)器人研究中取得進(jìn)展
近日,中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院生物醫(yī)藥與技術(shù)研究所納米醫(yī)療技術(shù)研究中心研究員蔡林濤、副研究員張鵬飛、研究員龔萍、博士鄧冠軍等,與香港科技大學(xué)教授、中科院院士唐本忠以及湘潭大學(xué)教授陳華杰合作,研發(fā)出一種基于聚集發(fā)光元件的AIE納米仿生機(jī)器人系統(tǒng),用于血腦屏障穿越及腦膠質(zhì)瘤靶向診療。相關(guān)論文以Natural-Killer-Cell-Inspired Nanorobots with Aggregation-Induced Emission Characteristics for Near-Infrared-II Fluorescence-Guided Glioma Theranostics為題,在線發(fā)表在ACS NANO上,并已申請1項(xiàng)中國發(fā)明專利。 一般意義上的機(jī)器大部分由兩個或者兩個以上的構(gòu)件組成,當(dāng)構(gòu)件與構(gòu)件之間在獲得合適的能量后會發(fā)生相對運(yùn)動。納米機(jī)器人(nanorobot)是機(jī)器人工程學(xué)的新興科技,是當(dāng)今高新科技的前沿?zé)狳c(diǎn)之一,它以分子水平的生物學(xué)原理為設(shè)計(jì)原型,設(shè)計(jì)制造可對納米空間進(jìn)行操作的“功能分子器件”。納米機(jī)器人的材料設(shè)計(jì)與開發(fā),需要在分子層次以上的介觀層次或者更大的聚集態(tài)層次對于分子聚集體進(jìn)行系統(tǒng)研究,聚集誘導(dǎo)發(fā)光(aggregation-induced emission, AIE)為聚集態(tài)科學(xué)的研究提供研究平臺。自然殺傷細(xì)胞(natural killer cell,NK細(xì)胞)是機(jī)體重要的免疫細(xì)胞,不僅與抗腫瘤、抗病毒感染和免疫調(diào)節(jié)有關(guān),而且在某些情況下參與超敏反應(yīng)和自身免疫性疾病的發(fā)生,它不依賴抗體和補(bǔ)體,即能直接殺傷靶細(xì)胞,如腫瘤細(xì)胞或受病毒感染的細(xì)胞等;此外,尚有免疫調(diào)節(jié)功能,參與移植排斥反應(yīng)和某些自身免疫病的發(fā)生發(fā)展。自然殺傷細(xì)胞的功能和其細(xì)胞膜表面的多種抗原蛋白具有密切聯(lián)系。 基于前期NK細(xì)胞膜仿生納米載體系統(tǒng)的工作基礎(chǔ)(ACS Nano 2018, 12, 12, 12096-12108),通過借鑒科幻電影《終結(jié)者》中終結(jié)者機(jī)器人T-800的設(shè)計(jì)理念,粵港兩地研究人員合作開發(fā)以AIE聚合物材料為內(nèi)骨骼,以自然殺傷細(xì)胞膜為外部皮膚的“終結(jié)者”納米機(jī)器人系統(tǒng)。這一系統(tǒng)既保留AIE材料在聚集態(tài)的近紅外二區(qū)發(fā)光性能,同時賦予AIE材料自然殺傷細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)與識別的功能。構(gòu)建的納米機(jī)器人可以通過調(diào)控血腦屏障表皮細(xì)胞間的緊密連接(TJs),引發(fā)血-腦屏障細(xì)胞骨架重排,導(dǎo)致細(xì)胞間隙增大而形成細(xì)胞間“綠色通道”,幫助自己穿越血腦屏障。在跨越血腦屏障進(jìn)入腦部區(qū)域后,納米機(jī)器人可以利用NK細(xì)胞膜表面蛋白與腫瘤細(xì)胞膜表面受體的特異性識別,富集到腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞內(nèi)。 |