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  膜仿生納米工程技術(shù)是最有望在未來實現(xiàn)個性化治療的方向之一。該技術(shù)主要通過將特殊功能的細胞膜和人工合成納米藥物整合，而得到仿生納米藥物用于疾病治療。目前，生物膜偽裝的納米藥物已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于腫瘤治療，毒素清除，抗菌等領(lǐng)域，取得了傳統(tǒng)藥物不可比擬的優(yōu)異效果。這主要得益于生物膜賦予了納米藥物優(yōu)越的生物相容性，更重要的是，該技術(shù)可以充分利用各種生物膜自身特殊的生物功能，結(jié)合人工納米藥物，有望真正實現(xiàn)個性化治療。然而，細胞膜仿生技術(shù)在實際應(yīng)用中，仍然有很多技術(shù)問題制約其進一步發(fā)展。例如，在細胞膜包覆之前，納米藥物易于聚集，尤其是無機納米材料，這給接下來的膜包覆增加了很大的難度。此外，包膜以后，產(chǎn)物的分離和純化也是目前亟需解決的難題。

  針對膜包覆納米藥物的問題，武漢大學(xué)生物醫(yī)用高分子材料教育部重點實驗室張先正教授團隊通過引入高濃度電中性的高分子聚合物葡聚糖，通過提高無機納米顆粒和大分子穩(wěn)定劑之間的非共價鍵作用，來增加溶液體系的穩(wěn)定性。除了非共價鍵作用外，較高的溶液粘度或許是另一個主要因素。較高的溶液粘度和密度，有效阻礙無機納米顆粒之間的碰撞，從而抑制其聚沉現(xiàn)象的發(fā)生。該團隊用分子量為~4W的葡聚糖（濃度100 mg/mL）得到的穩(wěn)定體系，在整個實驗過程中（約4個月）沒有發(fā)現(xiàn)任何沉淀。與此同時，選擇磁性氧化鐵材料作為藥物載體，一方面可以比較方便地通過磁分離方法得到純度較高的膜包覆納米藥物，去除可溶性的高分子穩(wěn)定劑。另一方面，結(jié)合腫瘤細胞膜同源靶向的特性，實現(xiàn)磁靶向和磁共振造影功能，進一步提高了治療效果。

圖1. 利用高濃度葡聚糖穩(wěn)定體系制備腫瘤細胞膜包覆的磁性納米藥物

圖2. (A) 兩種大分子穩(wěn)定劑（聚乙二醇和葡聚糖）在不同分子量和不同濃度下的穩(wěn)定效果情況，(B) pH對溶液穩(wěn)定性的影響，(C) 不同pH條件下，隨著載藥量增加，納米藥物的水合粒徑變化，(D) 磁分離效果，(E) 細胞膜包裹的磁納米藥物在PBS緩沖液中的粒徑分布情況，(F) 包膜前后透射電鏡

  在前期工作的基礎(chǔ)上，該研究團隊將細胞膜偽裝的納米藥物擴展到基因傳遞領(lǐng)域，例如，用分子量很小（1800Da）的聚乙烯亞胺復(fù)合DNA，再進一步包覆腫瘤細胞膜，得到仿生基因傳遞系統(tǒng)，在體外和體內(nèi)均表現(xiàn)出很高的基因轉(zhuǎn)染效果。此外，該團隊從自然界生物礦化中得到靈感，利用多價金屬離子釓復(fù)合DNA，再用腫瘤細胞膜包裹用于基因傳遞，該設(shè)計完全排除人工材料，得到類似流感病毒結(jié)構(gòu)的納米基因藥物，高效轉(zhuǎn)染的同時，釓材料還表現(xiàn)出良好的磁共振造影性能，用于腫瘤成像。

  以上相關(guān)成果發(fā)表在Biomacromolecules (Biomacromolecules, 2018, DOI: 10.1021/acs.biomac.8b00242), ACS Nano (ACS Nano 2017, 11, 7006-7018), Nano Letters (Nano Letters, 2016, 16, 5895-5901)，Chemistry of Materials (Chemistry of Materials, 2017, 29, 2227-2231)和Advanced Materials, 2018, DOI: 10.1002/adma.201707459上。論文的第一作者為武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院博士生朱靜宜，目前在新加坡國立大學(xué)進行博士后研究，通訊作者為武漢大學(xué)張先正教授和馮俊教授。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2Facs.biomac.8b00242