ACS Nano封面论文：上海药物所甘勇研究员及合作团队在抗肿瘤药物递送系统的物理调控机制方面取得重要进展
2019年7月23号，《美国化学会纳米》杂志（ACS Nano）以Chain length- and saturation-tuned mechanics of fluid nanovesicles direct tumor delivery为题，封面报道了中国科学院上海药物研究所、上海中医药大学和北京大学合作的最新研究成果，该研究为理解小单层囊泡（SUV）的生物学行为，以及理性化设计脂质体药物递送系统提供了新视角和新思路。
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生物体中普遍存在的SUV在各种生命过程中起着关键的信息传递和物质交换的作用。虽然已知SUV的机械性能对其体内的生物学行为和功能具有重要的调节作用，但其具体机制尚不清楚。
上海药物所甘勇研究员、上海中医药大学王瑞教授和北京大学易新特聘研究员团队结合理论建模和实验研究探讨了磷脂的碳链长度和不饱和度对SUV力学行为的影响。发现磷脂链长和饱和度决定着SUV的机械性能：随着链长的增加，SUV的刚度增加；随着不饱和度的增加，SUV的刚度减小；从而影响SUV的变形能力，并可能影响其体内运输过程。
基于以上结果，研究团队选择具有低、中、高刚度的SUV脂质体考察其抗肿瘤药物递送的能力。发现具有中等刚度的脂质体表现出最优的肿瘤间质（ECM）扩散、模拟肿瘤多细胞球（MCS）渗透和滞留的能力，具有最优的抗肿瘤效果。而刚度最大的脂质体因具有优异的细胞内化能力，具有中等的肿瘤递送能力。通过高分辨显微镜观测到具有中等刚度的脂质体能够在MCS中转变成“类棒状”，从而具有“旋转-跳跃”的能力，加速其中肿瘤组织中的渗透。而较软的脂质体则形变为不规则状，与肿瘤纤维间质会产生较强的吸附从而影响其渗透。该项研究结果绘制出具有不同碳链长度、不饱和度和刚度的SUV的详细力学性能，可为理解SUV的生物学功能提供新线索，并提出脂质体力学性能可能是改善药物递送能力的设计参数。这些发现将有助于科学家们利用物理属性（如形状、力学性能等）设计高效的药物载体。
据悉，甘勇研究员及合作团队近年来在药物载体高效递送的物理药剂学研究方面取得了诸多成果。如：发现棒状粒子特有的“旋转-跳跃”运动方式能促进其在网格状黏蛋白液体内的扩散速度；发现刚度适中的颗粒具有适宜的变形能力，易于穿越生物凝胶、细胞膜等多重屏障；提出了用相变温度调控脂质体刚度并进一步影响其在生物凝胶中扩散的思想。相关成果陆续发表于PNAS 12, 5362 (2019)；Nature Communications 9, 2607 (2018)；Nano Letters 16, 7176 (2016)；Journal of the Mechanics and Physics of Solids 112, 431 (2018)等杂志。
该研究工作是在上海药物所甘勇研究员、上海中医药大学王瑞教授和北京大学易新研究员的指导下，由硕士生代卓和俞淼荣博士等人协作完成。该研究得到了国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项的资助。国家纳米中心施兴华研究员团队给予了有益的讨论和帮助。来自上海交通大学和国家蛋白质中心的研究人员以多种方式提供了支持和帮助。
论文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b01181
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