谢志刚：纳米药物和荧光材料领域的“追光人”

学者名片

谢志刚，中国科学院长春应用化学研究所，高分子物理与化学国家重点实验室，研究员、博士生导师；科睿唯安全球高被引科学家。

研究成果介绍

【文章背景】

化疗在肿瘤的临床治疗中发挥着不可或缺的作用。大多数化疗制剂具有快速的药代动力学和非特异性的药物分布，活性药物在肿瘤的蓄积量很低，且治疗过程常伴随着严重的全身毒性。前药型纳米药物有望克服上述难题。设计合成肿瘤微环境响应型前药，有利于药物在肿瘤精准释放，进而实现纳米药物对肿瘤细胞的特异性杀伤。与单独的前药相比，利用载体包裹前药形成纳米粒，可以改善药物的循环稳定性，提高药物递送效率。脂质体有类细胞膜结构，具有较好的生物相容性，因此在临床上被成功开发和应用于纳米制剂的构建。磷脂作为脂质体的重要组成部分，其双亲的结构使其在药物组装和体内递送方面具有独特的优势。两性离子的结构对抑制蛋白吸附和维持体内循环稳定性起着重要作用。然而，亲水部分结构和所带电荷对药物递送的影响并不清楚。阐明不同结构磷脂对药物组装、稳定性、细胞毒性、体内分布和抗肿瘤效果等方面的影响，有助于开发性能优异的磷脂型纳米递送体系。

【主要内容】

载体材料是影响药物体内递送效率和抗肿瘤活性的重要因素。中国科学院长春应用化学研究所谢志刚团队应用两种不同结构的磷脂材料，包括磷脂酰胆碱DPPC和聚乙二醇修饰的磷脂酰乙醇胺DSPE-PEG，作为载体包裹紫杉醇二聚体(PTX2-SS)，制备了紫杉醇纳米颗粒。相比于DPPC，DSPE-PEG作为载体有利于得到均匀的纳米剂型。同时测定了DSPE-PEG作为载体制备的PTX2-SS@DSPE-PEG NPs (DeP NPs)的稳定性、细胞毒性、体内分布和抗肿瘤疗效。该工作为研发疏水药物的磷脂型载体提供了一个重要的参考。

【图文导读】

最近，中国科学院长春应用化学研究所谢志刚团队以紫杉醇二聚体为药物核心，以不同结构的磷脂分子为药物载体，构建了磷脂基刺激响应型药物递送体系。通过纳米沉淀的方法，分别将两种磷脂载体DPPC和DSPE-PEG(图1)，和PTX2-SS组装制备成纳米紫杉醇药物，进而深入研究磷脂辅料对紫杉醇纳米剂型递送效率的影响。与DPPC相比，DSPE-PEG与PTX2-SS的相互作用更强，共组装得到了DeP NPs。

图1DeP纳米粒的形成示意图

该团队研究了DSPE-PEG与PTX2-SS之间的组装机制和组装体系(DeP NPs)的稳定性。透射电镜图片显示DeP NPs形成了纳米胶束的形貌(图2a)。DeP NPs在无血清的RPMI-1640培养基、含10%胎牛血清(FBS)的PBS(pH=7.4)和5% 葡萄糖(GLU)溶液中都具有良好的胶体稳定性(图2b)。相比于氯化钠(NaCl)和尿素(urea)，用聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)处理后的DeP NPs平均水合粒径和多分散系数(PDI)变化都较为明显，说明了疏水作用是DSPE-PEG与PTX2-SS组装的主要驱动力。

图2DeP NPs组装机制和稳定性

该团队采用4T1异体移植肿瘤模型评估纳米药物的抗肿瘤效果(图3a)。与肿瘤生长迅速的PBS组相比，DeP NPs组和Taxol组老鼠的肿瘤生长速度明显减缓(图3b)。离体肿瘤的照片(图3c)和称重结果(图3d)也进一步证明了DeP NPs具有较好的体内抑瘤效果。离体肿瘤切片的苏木精-伊红(H&E)染色图片中，DeP NPs组展示了较少的细胞核。这些结果表明，DeP NPs具有可媲美Taxol的体内抑瘤效果。

图3DeP NPs的抑瘤效果

用于担载药物的载体材料对于提高纳米药物的递送效率至关重要，该研究表明：DPPC不利于PTX二聚体的组装， DSPE-PEG和PTX二聚体能形成均匀的纳米前药，得到的DeP NPs展示了可媲美Taxol的抗肿瘤活性。该研究为开发磷脂基纳米药物及其潜在的临床应用提供了重要参考。

人物介绍

工作教育经历

2002年毕业于河南大学获得学士学位；2007毕业于中国科学院长春应用化学研究所 获得博士学位。2007至2008于美国纽约理工大学从事博士后工作；2008至2011于美国北卡大学教堂山分校从事博士后工作；2012至今任中国科学院长春应用化学研究所 研究员。

研究方向

1、纳米药物

2、荧光材料

3、抗菌抗病毒材料

学术论著

目前以第一作者或通讯联系人的身份已在Angew. Chem. Int. Ed，Adv. Mater., J. Am. Chem. Soc., Chem. Sci., ACS Nano.和 Chem. Mater.等国际主流期刊上发表 SCI 研究论文150余篇，申请专利8项，授权专利 3 项，2015年获得国家优秀青年科学基金。在 Web of Science中的出版物共有312篇，H指数62，总被引频次19000余次，自2019至2022年连续4年获得科睿唯安全球“高被引科学家”称号（交叉学科）

近期代表作

（1）Lysosome targeting carbon dots-based fluorescent probe for monitoring pH changes in vitro and in vivo

（2）A convenient and universal platform for sensing environmental nitro-aromatic explosives based on amphiphilic carbon dots

（3）Rational Design of BODIPY-Diketopyrrolopyrrole Conjugated Polymers for Photothermal Tumor Ablation

（4）BODIPY@carbon dot nanocomposites for enhanced photodynamic activity

（5）A carbon dots-based nanoprobe for intracellular Fe3+ detection

（6）Stable supramolecular porphyrin@albumin nanoparticles for optimal photothermal activity

（7）Comparative study of two near-infrared coumarin-BODIPY dyes for bioimaging and photothermal therapy of cancer

（8）Vaginal delivery of mucus-penetrating organic nanoparticles for photothermal therapy against cervical intraepithelial neoplasia in mice

（9）Self-destructive PEG-BODIPY nanomaterials for photodynamic and photothermal therapy

（10）Rational Design of BODIPY-Diketopyrrolopyrrole Conjugated Polymers for Photothermal Tumor Ablation

声明：本文信息内容仅仅是出于宣传高被引科学家需要，并不意味着代表本公众号（公众号：高被引）观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或个人从本公众号转载使用，须保留本公众号注明的“来源”，并自负版权等法律责任。如本公众号内容不妥，或者有侵权之嫌，请先联系小编删除，万分感谢！

如需请后台留言

高被引提供：免费测评入选高被引论文差距；高被引论文变普通论文监控等服务。