


薛慶旺教授課題組在納米診療一體化領域取得重要進展
近日,我校化學化工學院薛慶旺教授課題組開發了集成FRET(熒光共振能量轉移)成像和化學動力學療法(CDT)的診斷治療納米系統以準確診斷和有效治療肺部腫瘤,相關研究成果以《具有自驅動FRET放大器和自供給過氧化氫的3D DNAzyme馬達納米裝置用于增強肺癌中的人中性粒細胞彈性蛋白酶分析和化學動力學治療 》(3D DNAzyme Motor Nanodevice With Self‐Powered FRET Amplifier and Self‐Supplied H 2 O 2 for Enhancing Human Neutrophil Elastase Profiling and Chemodynamic Therapy in Lung Tumor)(DOI: 10.1002/advs.202406599)為題在線發表于國際頂級學術期刊《尖端科學》(Advanced Science)(中科院1區,IF="14.3)。該期刊是跨學科的高影響力期刊,專注于材料科學、化學、生物科學和工程領域的創新研究。
納米診療一體化是當前研究腫瘤個性化治療的主要研究方向之一。通過對納米材料的理性設計和合成,將目前臨床上診斷和治療兩個分離的過程、功能集成于一個納米載體,構成了診療一體化納米平臺。診療一體化納米平臺因其在單個納米系統內集成多種功能(包括靶向、成像和治療)的能力而獲得廣泛認可。它能夠實時、精確診斷病情并同步進行治療,而且在治療過程中能夠監控療效并隨時調整給藥方案,有利于達到最佳治療效果,并減少毒副作用。納米載體系統由于具有良好的可修飾性和負載活性(或功能)物種能力,非常利于構筑納米診療一體化平臺,在精準醫學領域具有巨大的應用價值。
開發能夠在活細胞和體內靈敏成像以及高效化學動力學治療的一體化納米系統,對于動態監測人類中性粒細胞彈性蛋白酶和有效治療肺腫瘤具有相當大的價值。在此,我們設計了一種肽組裝的 3D DNAzyme 馬達納米裝置,在腫瘤微環境中,該馬達納米裝置通過生物雜交鏈反應和核酸酶之間的協同交叉激活,實現了指數放大式的熒光共振能量轉移,提高了成像的靈敏度和準確性。同時,該馬達納米裝置負載的CuO2改善了 Cu(II)催化的芬頓反應,增強了溶酶體脂質過氧化積累和提高了化學動力學治療效果。研究結果表明,該馬達納米裝置能夠成功篩選潛在的酶抑制劑,并區分正常人和肺癌患者組織中的中性粒細胞彈性蛋白酶表達水平,這表明該納米裝置有望成為準確診斷和治療肺腫瘤的有效工具。
該研究成果以我校為第一完成單位,2021級碩士生杜慧琰為第一作者,薛慶旺教授是三位通訊作者之一。我校生物醫學與食品分析團隊許恩勝博士、徐一涵博士參與了部分研究工作
本工作得到國家自然科學基金項目、山東省自然科學基金項目和山東省高等學校青創人才引育計劃等項目的大力支持。
(審核 張憲璽)
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