东华大学史向阳教授团队《Prog. Mater. Sci.》综述：基于聚乙烯亚胺的多功能纳米体系用于癌症纳米医学

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由于具有独特的空间结构和丰富的氨基，聚乙烯亚胺（polyethylenimine, PEI）在构建用于生物医学工程的多功能纳米体系方面发挥着重要的作用，尤其在癌症纳米诊疗方面。不同的纳米颗粒、聚合物、荧光团、靶向分子以及药物等可以通过聚乙烯亚胺介导的化学反应整合在单一体系中，从而构建一系列基于聚乙烯亚胺的纳米平台。在分子影像方面，基于聚乙烯亚胺的纳米材料可作为造影剂，将生物系统中的分子相互作用转换为各种类型的信号，实现组织和疾病的单/双或多模式成像。通过适当的改性，基于聚乙烯亚胺的纳米载体可以被用于药物、基因和蛋白质的靶向或响应性递送。利用基于聚乙烯亚胺纳米颗粒的独特性质，可将外界刺激（如磁场、光和X射线等）转化为热量或自由基，用于动物体内的磁热疗、光疗和放疗，实现理想的抗肿瘤疗效。

近日，东华大学化学化工与生物工程学院史向阳教授、沈明武研究员课题组在国际顶尖综述类期刊《Progress in Materials Science》（影响因子39.58）发表题为“Cancer nanomedicine based on polyethylenimine-mediated multifunctional nanosystems”的综述文章。东华大学特聘研究员李静超为本文第一作者，暨南大学附属珠海第一人民医院放射科主任于向荣为共同第一作者。东华大学史向阳教授和沈明武研究员为论文通讯作者。

在这篇综述中，史向阳教授课题组总结了基于聚乙烯亚胺的多功能纳米体系在不同生物医学应用方面的最新研究进展，特别是癌症纳米医学：(i)分子成像，(ii)靶向药物递送，(iii)癌症磁热疗、光疗和放疗，(iv)癌细胞捕获。

本文首先详细介绍了基于聚乙烯亚胺的纳米造影剂在超声(US)、计算机断层扫描(CT)、磁共振(MR)、荧光、光声(PA)、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)和正电子发射断层扫描(PET)成像等方面的应用前景。然后作者讨论了基于聚乙烯亚胺的纳米载体的几种设计方式及其在药物、基因和蛋白质递送中的应用。接下来，文章综述了基于聚乙烯亚胺的纳米治疗剂在肿瘤光动力疗法(PDT)、光热疗法(PTT)、磁热疗法、放射疗法和联合疗法应用的可行性。之后，作者介绍了基于聚乙烯亚胺的纳米纤维在癌细胞捕获方面的应用。最后，作者总结了基于聚乙烯亚胺的纳米体系的生物医学应用，并讨论了该研究领域目前的挑战和未来前景。该工作得到上海市教委高校特聘教授（东方学者）、上海市科委、国家自然科学基金和中央高校基本科研业务基金的资助。

(a)支状和线性聚乙烯亚胺的化学结构式。(b)基于聚乙烯亚胺的纳米体系的主要成分和表面改性示意图

近年来，史向阳教授课题组在基于聚乙烯亚胺的纳米体系的开发及其在肿瘤诊疗和癌细胞捕获等方面取得了丰硕的成果（Biomaterials, 2013, 34, 8382-8392; ACS Appl Mater Interfaces, 2014, 6, 17190-17199; Biomaterials, 2014, 35, 3666-3677; Biomaterials, 2015, 38, 10-21; Nanoscale, 2015, 7, 14538-1446; Biomater. Sci., 2016, 4, 1422-1430; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 34954-34964; ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 6146-6154; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12, 9107-9117; Nano Today, 2021, 38, 101123）。

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079642521000955?dgcid=author

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