微流控電穿孔技術(shù)實現(xiàn)高效大批量細(xì)胞膜包裹仿生納米顆粒制備，用于癌癥細(xì)胞治療
近期，我院趙興中教授、劉威教授依托武漢大學(xué)人工微結(jié)構(gòu)教育部重點實驗室，通過與武漢大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院孫志軍教授合作，在癌癥細(xì)胞治療領(lǐng)域中獲得重要突破。該標(biāo)題為“Platelet-Facilitated Photothermal Therapy of Head and Neck Squamous Cell Carcinoma”的工作在材料化學(xué)權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》(IF=11.9)上發(fā)表。論文第一署名單位是武漢大學(xué)物理學(xué)院，第一作者是2015級博士生饒浪，劉威教授和孫志軍教授為通訊作者。
頭頸鱗癌是口腔癌中最常見的一種，也是全球第六常見的癌癥。目前臨床的治療手段包括手術(shù)，放療和化療，但是目前的治療手段不能有效地提高整體生存率，減少癌癥復(fù)發(fā)。主要的原因在于，手術(shù)并不能完全切除癌旁組織，放化療具有極大的全身毒性。伴隨著納米技術(shù)的發(fā)展，使用具有良好光熱轉(zhuǎn)換性能的納米材料進(jìn)行腫瘤光熱治療引起了廣泛的關(guān)注，尤其對于頭頸癌這種位于皮膚表面的癌癥，使用定點的光照具有非常大的臨床轉(zhuǎn)化潛力。
劉威教授團(tuán)隊創(chuàng)造性地在血小板細(xì)胞里負(fù)載上納米金棒了，利用了血小板細(xì)胞的創(chuàng)口靶向功能、免疫逃避功能，并結(jié)合了納米金的光熱治療功能。將納米金棒高效靶向到口腔癌組織附近，實現(xiàn)了對頭頸鱗癌組織的定點清除。實驗數(shù)據(jù)顯示，患口腔癌小鼠經(jīng)過負(fù)載金棒的血小板細(xì)胞治療后，腫瘤組織體積大大縮小，生存率得到顯著提高。這種新穎的腫瘤細(xì)胞治療策略為淺表癌癥組織的治療提供了一條全新的治療思路，有著非常重要的科研及臨床價值。
圖一：腫瘤細(xì)胞治療策略和效果
另外，在細(xì)胞膜包裹的納米顆粒用于腫瘤治療的研究中通過與中科院蘇州醫(yī)工所董文飛研究員合作，劉威教授團(tuán)隊再獲重要突破。該標(biāo)題為“Microfluidic Electroporation-Facilitated Synthesis of Erythrocyte Membrane-Coated Magnetic Nanoparticles for Enhanced Imaging-Guided Cancer Therapy”的工作在材料學(xué)權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《ACS Nano》（IF=13.9）上發(fā)表。論文第一署名單位是武漢大學(xué)物理學(xué)院，第一作者是2015級博士生饒浪，劉威教授與董文飛研究員為通訊作者。
通過跨學(xué)科交叉合作，該團(tuán)隊早期采用了紅細(xì)胞膜、癌細(xì)胞、血小板等細(xì)胞膜構(gòu)建了納米仿生抗腫瘤材料。然而，目前制備細(xì)胞膜包裹的納米材料通常都是使用機(jī)械擠推的方式合成的，這種傳統(tǒng)的方法耗時耗力，無法批量制備，是細(xì)胞膜治療技術(shù)走向臨床實際應(yīng)用的重大障礙。
針對上述問題，劉威教授團(tuán)隊開發(fā)了一種微流電穿孔技術(shù)，實現(xiàn)了高效大批量細(xì)胞膜包裹仿生納米顆粒制備。實驗數(shù)據(jù)顯示，在微流控電穿孔作用下，能高效率地將已被FDA（美國食品和藥物監(jiān)督管理局）批準(zhǔn)的氧化鐵納米顆粒包裹于細(xì)胞膜內(nèi)。該種創(chuàng)新性的方法省時省力，且動物實驗證明生成的納米顆粒具備很好的核磁共振成像與光熱治療效果，同時不引起機(jī)體對于納米材料的清除。該團(tuán)隊的這個工作為細(xì)胞膜治療技術(shù)走向臨床邁出了重要的一步。
圖二：電穿孔包膜技術(shù)應(yīng)用于腫瘤MRI成像與光熱治療
附全文鏈接：
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201709457/full
http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b00133
本工作得到了國家優(yōu)秀青年基金，國家重大研發(fā)計劃，國家重大儀器專項等項目的支持。
（文章來源: 武漢大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 轉(zhuǎn)載僅供參考學(xué)習(xí)及傳遞有用信息，版權(quán)歸原作者所有，如侵犯權(quán)益，請聯(lián)系刪除）
標(biāo)簽: 細(xì)胞膜治療技術(shù) 微流控電穿孔技術(shù)