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生命科學學院常津團隊長期致力于納米診療系統(tǒng)方面的基礎和應用研究。2020年在國際權威期刊Advanced Science（IF = 15.8）、Chemical Engineering Journal（IF = 10.6）和Biosensors and Bioelectronics（IF = 10.2）上連續(xù)發(fā)表5篇代表性文章，其系列研究成果如下。
1.用于阿爾茨海默病聯(lián)合治療的新型靶向高效納米系統(tǒng)
阿爾茨海默?。ˋD）又稱老年性癡呆，是最常見的神經退行性疾病，目前尚無有效的治療方法。據(jù)報道，金屬離子觸發(fā)的淀粉樣β肽（Aβ）聚集和乙酰膽堿失衡是AD發(fā)病的可能因素。因此，需要一種既能抑制和減少Aβ聚集，又能同時調節(jié)乙酰膽堿失衡的聯(lián)合治療來實現(xiàn)阿爾茨海默病的治療。本工作報道了一種共載Clioquinol（金屬離子螯合劑氯碘羥喹）和Donepezil（乙酰膽堿酯酶抑制劑多奈哌齊），并修飾了TAT（跨膜肽）和GM1（具有靶向Aβ功能的單唾液酸四己糖神經節(jié)苷脂）的人血清白蛋白納米粒（dcHGT NPs）對阿茲海默病治療機制的研究。研究結果顯示：（1）TAT和GM1可顯著效提高載藥人血清白蛋白藥物遞送納米系統(tǒng)的入腦效率和腦內滯留能力。（2）dcHGT納米?？稍隗w外顯著抑制和消除Aβ聚集，減輕小膠質細胞乙酰膽堿相關的炎癥反應，并減輕Aβ寡聚體對原代神經細胞的毒性。（3）在阿爾茲海默病小鼠模型中，dcHGT納米粒可有效減少Aβ沉積，改善神經元形態(tài)學改變，挽救記憶障礙并顯著提高乙酰膽堿調節(jié)能力，從而減緩疾病的發(fā)病進程。該研究有望提供一種多功能、高效協(xié)同、生物安全性好的阿爾茲海默病治療新候選方案。該文章發(fā)表于Advanced Science（Adv. Sci., 2020, DOI: 10.1002/advs.201902906）。論文第一作者為天津大學生命科學學院博士生楊涵，論文通訊作者為天津大學生命科學學院常津教授、武曉麗老師和天津醫(yī)科大學總醫(yī)院陶華英副研究員。
2.抑制腫瘤生長的復合免疫治療納米系統(tǒng)
近年來，免疫治療已成為一種有效的腫瘤療法。光熱治療（PTT）、化療與免疫治療的有機結合可用于抑制惡性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。本研究開發(fā)了一種用于原發(fā)和遠端腫瘤協(xié)同免疫治療的納米系統(tǒng)。該納米系統(tǒng)由兩部分組成：一部分是介孔二氧化硅納米顆粒（MSNs）共載吲哚青綠（ICG）和凋亡抑制蛋白Survivin抑制劑（YM155），刺激樹突細胞（DC）成熟以及免疫因子分泌，PTT/化療/免疫治療三者的有機結合有效抑制了原發(fā)性腫瘤生長；另一部分是抗CD47抗體（anti-CD47）修飾的二氧化硅包覆的磁納米顆粒MNP@nSiO2，對遠端腫瘤呈現(xiàn)較強的抗腫瘤免疫效果。體外和體內實驗結果表明，該協(xié)同免疫治療的納米系統(tǒng)能有效抑制原發(fā)和遠端腫瘤的生長，提供了一種有前景的抑制腫瘤生長策略。該文章發(fā)表于Chemical Engineering Journal（Chem. Eng. J., 2020, 380, 122472）。文章第一作者為天津大學生命科學學院博士研究生張英英，通訊作者為天津大學生命科學學院常津教授和王漢杰副教授。
3.新型抗腫瘤多功能納米光敏劑
聚集誘導發(fā)光（AIE）光敏劑表現(xiàn)出良好的腫瘤光動力治療效果。然而，由于缺乏靶向性，小分子光敏劑會引起正常細胞的細胞毒性。盡管研究人員使用納米載體改善光敏劑的靶向性以減少對正常組織的毒副作用，但這也可能會帶來納米載體的安全性問題。在這項研究中，該團隊開發(fā)了由小分子兩親性AIE光敏劑自組裝的新型pH響應無載體AIE納米光敏劑（AIE-NPS）。這種無載體的AIE-NPS克服了納米載體的安全性問題，并通過AIE分子羧基的質子化和去質子化賦予了AIE-NPS pH響應性。同時，AIE-NPS的ROS產生效率高達56.7％，優(yōu)于臨床常用的光敏劑。研究結果顯示AIE-NPS在低功率白光輻射下在體外顯示出顯著的光動力治療效果。荷瘤小鼠模型表明，AIE-NPS可以有效地在實體瘤中蓄積并抑制腫瘤生長。這項工作為AIE光動力治療的設計和開發(fā)提供了一種新策略。該文章發(fā)表于Chemical Engineering Journal（Chem. Eng. J., 2020, 390, 124447）。文章第一作者為天津大學生命科學學院博士研究生程國輝，通訊作者為天津大學生命科學學院常津教授和王漢杰副教授。
4.治療糖尿病性白內障的納米滴眼液
糖尿病性白內障（DC）是一種糖尿病眼部并發(fā)癥，最終可導致失明。目前可控制DC進程的藥物干預研究相對較少，尤其是基于非侵入性途徑的滴眼液。本研究開發(fā)了一種強抗氧化劑Pt納米簇與細胞跨膜肽（TAT）修飾的葡聚糖雙親性高分子形成的納米粒子DTPNCs。將納米粒子DTPNCs分散在0.1%的普朗尼克F127（W/V）中形成滴眼液，其具有角膜滲透能力。研究結果表明，0.1%的普朗尼克F127（W/V）的存在阻止了淚膜對納米粒子DTPNCs的清除，而TAT修飾的葡聚糖雙親性高分子則通過靜電相互作用促進了納米粒子DTPNCs與角膜屏障的相互作用和滲透。更重要的是，納米粒子DTPNCs具有有效的抗氧化能力，可以通過清除ROS來保護晶狀體上皮細胞免受氧化應激并干預α-晶狀體蛋白的糖基化和交聯(lián)，因此可以進一步減緩DC的進程。這項工作將為DC治療提供一種有前景且無創(chuàng)無痛的方式。該文章發(fā)表于Chemical Engineering Journal（Chem. Eng. J., 2020, 398, 125436）。文章第一作者為天津大學生命科學學院碩士研究生李露，通訊作者為天津大學生命科學學院常津教授和宮曉群副教授。
5.帕金森相關miRNA快速核酸檢測試紙條
帕金森病（PD）對全球2-3％的老年人群產生了重大影響，近來一些研究表明，miRNA-5010和miRNA-331在神經退行性疾病尤其是帕金森病人的全血樣本中顯著上調，因此，準確定量miRNA-5010和miRNA-331對帕金森病的早期篩查與診斷具有重要意義。本研究設計了一種黑洞淬滅劑（BHQ2）標記的莖環(huán)DNA（BHQ2-hDNA），通過金巰鍵反應構建了AuNP@hDNA-BHQ2納米探針，該納米探針同時包含AuNP及BHQ2，因此可進一步猝滅更多熒光信號，顯著增強探針的熒光猝滅特性，提高了試紙條的檢測靈敏度。該試紙條通過與鏈置換等溫擴增技術結合產生大量生物素（或地高辛）標記的檢測產物，使得試紙條對miRNA的檢測靈敏度得到進一步提高。通過在不同的測試線（T線）上分別標記Cy5和Cy3熒光分子，可在同一試紙條實現(xiàn)miRNA-5010和miRNA-331的共同檢測。這項工作為帕金森相關兩種miRNA核酸標志物提供了一種的快速、靈敏、特異和便攜同步的檢測方法。文章發(fā)表于Biosensors and Bioelectronics（Biosens. Bioelectron., 2020, 165, 112278）。文章第一作者為天津大學生命科學學院博士研究生陳明慧，通訊作者為天津大學生命科學學院常津教授和宮曉群副教授。
上述研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金項目的支持。
常津教授，享受國務院政府特殊津貼專家。現(xiàn)任天津大學生命科學學院納米生物醫(yī)學研究所所長，天津市微納生物材料與檢療工程技術中心主任，中國顆粒學會副理事長，中國生物醫(yī)學工程學會納米醫(yī)學與工程分會主任，天津市生物醫(yī)學工程學會理事長。多年來主要從事納米生物醫(yī)學材料和技術在腫瘤和老年癡呆等重大疾病診療方面的基礎和應用研究。已承擔國家重點研發(fā)計劃、863重點項目、國家自然科學基金等項目50余項。累計科研經費3800余萬元。在Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Advanced Science、ACS Nano、Chemical Engineering Journal、Biomaterials、Biosensors and Bioelectronics 等國內外雜志發(fā)表學術論文300余篇，其中SCI論文200余篇，累計SCI影響因子>1000。獲得國家授權發(fā)明專利36項；主編和參編國內外學術專著3部；榮獲天津市自然科學一等獎1項， 天津市科技進步一等獎3項，被中國科協(xié)授予“全國優(yōu)秀科技工作者”稱號。已培養(yǎng)博士和碩士研究生120余名。團隊榮獲“天津市教育系統(tǒng)勞動競賽示范集體”、“天津大學勞動競賽示范集體”和“天津大學金牌活力實驗室”稱號。
相關文獻：
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[2] Y. Zhang, H. Chen, H. Wang*, T. Wang, H. Pan, W. Ji, J. Chang*, A synergistic cancer immunotherapy nano-system for preventing tumor growth, Chemical Engineering Journal, 2020, 380, 122472
[3] G. Cheng#, H. Wang#*, C. Zhang, Y. Hao, T. Wang, Y. Zhang, Y. Tian, J. Chang*, Multifunctional nano-photosensitizer: A carrier-free aggregation-induced emission nanoparticle with efficient photosensitization and pH-responsibility, Chemical Engineering Journal, 2020, 390, 124447
[4] L. Li#, S. Li#, S. Wang, X. Xing, Y. Zhang, L. Su, X. Wu, H. Wang, J. Chang*, X. Gong*, Antioxidant and anti-glycated TAT-modified platinum nanoclusters as eye drops for non-invasive and painless relief of diabetic cataract in rats, Chemical Engineering Journal, 2020, 398, 125436
[5] M. Chen#, H. Li#, Z. Shi, W. Peng, Y. Qin, D. Zhou, X. Gong*, and J. Chang*. High Fluorescence Quenching Probe-Based Reverse Fluorescence Enhancement LFTS Coupling with IS-primer Amplification Reaction for the Rapid and Sensitive Parkinson Disease-associated MicroRNA Detection. Biosensors and Bioelectronics, 2020, 165, 112278
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