《Nature Nanotechnology》報(bào)道王均、熊夢(mèng)華教授及科研合作團(tuán)隊(duì)有關(guān)pH超敏納米材料選擇性抗腫瘤的研究成果
2022年3月25日，華南理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院、國(guó)家人體組織功能重建工程技術(shù)研究中心王均教授和熊夢(mèng)華教授團(tuán)隊(duì)，與中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院鮑燕副研究員、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)肖石燕副教授合作，在腫瘤酸性微環(huán)境激活型納米材料的研究方面取得重要研究進(jìn)展，在納米技術(shù)領(lǐng)域頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊Nature Nanotechnology上在線發(fā)表以“A transistor-like pH-sensitive nanodetergent for selective cancer therapy”為題的研究論文（https://www.nature.com/articles/s41565-022-01085-5）。劉明冬博士后、黃良琪碩士與張偉男博士為論文的共同第一作者。
具有裂解細(xì)胞膜活性的材料可誘導(dǎo)對(duì)腫瘤細(xì)胞的“死亡之吻”，克服腫瘤細(xì)胞的異質(zhì)性和耐藥等問題。然而，這類材料對(duì)正常組織和細(xì)胞具有很強(qiáng)的毒性，臨床上僅能通過瘤內(nèi)注射的方式進(jìn)行給藥。這類材料通常包含陽離子和疏水區(qū)域的兩親性結(jié)構(gòu)，其陽離子殘基對(duì)負(fù)電性細(xì)胞膜產(chǎn)生強(qiáng)烈的靜電吸引，疏水區(qū)域插入磷脂雙分子層，產(chǎn)生類似去垢劑的膜裂解作用；遺憾的是，兩親性結(jié)構(gòu)的上述材料也因此對(duì)正常組織/細(xì)胞產(chǎn)生較高的毒性。因此，其應(yīng)用的關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)這類材料對(duì)靶細(xì)胞的選擇性。
研究人員通常利用致病性微生物和哺乳動(dòng)物細(xì)胞之間細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和組成的巨大差異，以及感染后的微環(huán)境與正常組織的顯著差異，來調(diào)控兩親性平衡或設(shè)計(jì)感染微環(huán)境響應(yīng)性的材料，以實(shí)現(xiàn)對(duì)病原體的選擇性殺傷，用于抗菌等方面的應(yīng)用。但該策略并不適用于對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷，主要原因是腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞膜成分和正常組織細(xì)胞的細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)組成、理化性質(zhì)差異不大；很多研究顯示腫瘤組織和正常組織相比有特殊的理化微環(huán)境，如正常組織pH約為7.4，而腫瘤組織pH稍低，約為6.5-7.0，差異較小。上述研究旨在利用腫瘤組織和正常組織微小的pH差異，實(shí)現(xiàn)材料通過膜裂解活性的高精確調(diào)控，來解決該類材料在腫瘤治療中的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了具有“質(zhì)子晶體管”效應(yīng)的pH超敏納米去垢劑pTNTs（“Proton transistor” Nanodetergents），可將腫瘤組織中微小的pH變化信號(hào)放大，轉(zhuǎn)變成強(qiáng)的細(xì)胞膜裂解活性“開/關(guān)”轉(zhuǎn)換信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞膜的選擇性裂解和殺傷。研究通過大量篩選獲得的材料P(C6-Bn20)，可在0.1 的pH變化下對(duì)腫瘤細(xì)胞實(shí)現(xiàn)>32倍的毒性增強(qiáng)，在多種動(dòng)物腫瘤模型中均顯示出強(qiáng)抗腫瘤效應(yīng)；而小鼠對(duì)該材料具有很強(qiáng)的耐受性，在50 mg/Kg的劑量下沒有觀察到明顯的肝腎毒性。pTNT的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了在0.1的 pH變化下膜裂解活性材料功能的精準(zhǔn)控制，為腫瘤乃至耐藥腫瘤的治療提供了新策略和新思路。
王均教授及團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事腫瘤酸性微環(huán)境激活型納米藥物及載體材料的設(shè)計(jì)與研究，率先提出基于2，3-二甲基馬來酰胺鍵的腫瘤酸性微環(huán)境活化的納米載體構(gòu)建技術(shù)，發(fā)展了“電荷反轉(zhuǎn)”、“尺寸可變”、“PEG脫殼”等腫瘤酸性微環(huán)境活化的納米材料，可控調(diào)節(jié)納米載體的電荷、尺寸、表面PEG密度、藥物釋放速率等，幫助實(shí)現(xiàn)納米藥物在體內(nèi)各遞送環(huán)節(jié)的高效協(xié)同，在Angew Chem Int Ed（2010, 49, 3621-3626，ESI高被引）、JACS（2011, 133, 17560-17563，ESI高被引）、Adv Mater（2012, 24, 5476-5480，ESI高被引）、ACS Nano（2012, 6, 771-781，被Nanomedicine, 2012, 7, 182-183專文點(diǎn)評(píng)）、PNAS（2016, 113, 4164-4169，ESI高被引，入圍Research Frontier）、ACS Nano（2016, 10, 6753-6761，ESI高被引）、ACS Nano (2019, 13, 8648-8658)、Nano Lett (2019, 19, 8947-8955)、Angew Chem Int Ed (2020, 59, 7168)等發(fā)表了系列研究論文，并撰寫綜述Accounts of Chemical Research (2018, 51, 2848），具有較高的學(xué)術(shù)影響力，相關(guān)研究榮獲廣東省自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（已公示）。
華南理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院于2017年12月成立，是華南理工大學(xué)廣州國(guó)際校區(qū)首批建設(shè)的新工科特色學(xué)院之一，王迎軍院士擔(dān)任學(xué)院的首席科學(xué)家。學(xué)院面向生物醫(yī)學(xué)發(fā)展前沿和健康產(chǎn)業(yè)重大需求，重點(diǎn)發(fā)展生物醫(yī)學(xué)工程、生物醫(yī)學(xué)科學(xué)、生物制藥方向，利用粵港澳大灣區(qū)地緣優(yōu)勢(shì)，力求在生物醫(yī)學(xué)學(xué)科前沿領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)性、前瞻性、戰(zhàn)略性突破。學(xué)院廣納全球英才，現(xiàn)有院士1人，國(guó)家級(jí)人才項(xiàng)目入選者2人，國(guó)家級(jí)青年人才項(xiàng)目入選者6人，PI在省部級(jí)以上人才項(xiàng)目入選率達(dá)80%。??
國(guó)家人體組織功能重建工程技術(shù)研究中心成立于2009年，是由國(guó)家科技部正式批準(zhǔn)以華南理工大學(xué)為依托單位建設(shè)的國(guó)家級(jí)科技創(chuàng)新與工程技術(shù)轉(zhuǎn)化平臺(tái)。中心在主任王迎軍院士帶領(lǐng)下，以提高人類健康水平為目標(biāo)，建立了“醫(yī)-工-研-企-監(jiān)”協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，充分發(fā)揮華南理工大學(xué)多學(xué)科支撐和工程化優(yōu)勢(shì)，在人體組織修復(fù)與再生及相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)問題及人體組織功能重建共性關(guān)鍵技術(shù)等方面做出了卓越貢獻(xiàn)，已成為一個(gè)集科技創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化、行業(yè)高技術(shù)人才培養(yǎng)于一體，且具有國(guó)際先進(jìn)水平的科技創(chuàng)新平臺(tái)，推動(dòng)了醫(yī)療器械與生物材料行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。（通訊員 熊夢(mèng)華課題組）
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