Advanced Healthcare Materials:波长选择性单纳米颗粒分子控释

细胞生物信号通路的研究通常用不同小分子去抑制或激活通路上不同的蛋白节点。 这样得到的一系列实验结果“盲人摸象” 般拼合在一起绘制通路网络结构。可是真实的细胞生物信号通路并不是静止不动的。 蛋白节点之间往往复杂关联在一起,在时空上互相反馈。因此 传统的“盲人摸象”的方法往往不能得到准确的结果。

可控的小分子释放系统能够在特定刺激条件下,在时间和空间上实现精准的包载分子释放,为许多重大疾病提供了精准治疗的新思路。在众多可控药物释放系统中,基于光这种清洁,无创和有效的药物释放模式具有药物利用率高,毒副作用低等优点,近年来受到研究者的广泛关注。

美国麻省大学医学院韩纲教授课题组针对这一问题,开发出了纳米金负载的光控药物释放材料,实现了活细胞内不同波长光调节单纳米颗粒上的分步分子释放。对于研究复杂的时空链接的生物信号通路提供了新颖的思路。相关结果发表在Advanced Healthcare Materials(DOI:10.1002/adhm.202000321)上。

纳米金作为一种生物兼容性高的附载材料,有着表面修饰多样灵活的优点,是很好的多药物递送载体。该团队将香豆素和硝基吲哚两种光敏感基团附载于生物兼容性好的纳米金颗粒上,实现了可通过照射光波长调节的多药物分步释放。其中香豆素光敏基团能很好的响应405 nm的照射光和进行有效的释放,然而在此波长下硝基吲哚却没有明显的变化。当照射波长转到365 nm时,硝基吲哚就会被激活,从而达到单一纳米颗粒上的光控分步小分子释放。此研究成果对于研究复杂的生物系统以及生物信号通路有重要价值,未来通过延展多重不同小分子负载应用在系统性调控复杂生物多重蛋白节点系统中,并用以研究实时的信号通路调节。希望将来细胞信号通路研究可以不用 “盲人摸象”。