周如鸿教授研究团队发现PEG修饰GO刺激机体免疫响应的新途径

日期:2017-3-19 16:42:28 人气:5 

使用纳米材料载带药物分子进入机体内特定的细胞是一个新颖的研究领域。为了将治疗药物靶向到肿瘤部位,科学家们发展了许多先进的方法将药物分子或者疫苗载带到纳米材料上,比如石墨烯。这些“特洛伊木马”能够将药物输运至肿瘤部位,并且在原理上能够在肿瘤细胞中将药物释放以达到治疗疾病的效果。科学家们还发现除非将像聚乙二醇这样的“包被分子”包被住石墨烯,否则石墨烯裸露的表面和锋利的边缘将不可避免的损伤其周围的细胞。使用这么一些聚合物进行钝化处理能够显著增强纳米材料的生物相容性。

       然而,这些已经不是新闻了。。。

       那么,什么是我们还未曾认识到的?

       聚合物包被的石墨烯竟然对人类的免疫系统有作用。苏州大学特聘教授周如鸿领导的合作研究团队发现这些聚合物包被的纳米材料能够触发人体细胞强烈的免疫响应,而这种现象之前还从未被报道过。

       细胞之间能够相互交流,并且将信号传递给其它类型的细胞。周如鸿教授,通过与中国科学院过程工程研究所马光辉研究员等人合作,在最新一期的《Nature Communications》上发表的论文发现,聚合物包被的石墨烯虽然不会被巨噬细胞内吞,但却会加速巨噬细胞膜流动性、促进巨噬细胞迁移速率并诱导巨噬细胞产生大量炎症相关细胞因子,从而触发人体细胞强烈的免疫响应。细胞能够感知外来异物(纳米材料)的入侵,然后触发一枚”信号弹”(以细胞活素的形式)引起其它免疫细胞的响应,比如辅助T细胞(将信号转发)和杀手T细胞(杀死感染的细胞)。同时,周如鸿教授等通过超级计算机的大规模仿真模拟,发现聚合物能够将纳米材料紧密的“粘”在细胞膜表面促进初始的信号传导过程。

       这些聚合物包被的石墨烯并不一定会伤害人类。人类的细胞一旦察觉到聚合物包被的石墨烯在靠近它,它就会大声的呼叫“狼来了”。其它的免疫细胞也就会非常简单的响应同伴的呼叫并且迁徙到材料入侵的位置附近。研究还发现这些信号将会在细胞遇到纳米药物的6小时以内发出。

       那么所有的这一切意味着什么呢?

       周如鸿教授与合作者们发现了一种新的激活机体免疫细胞并使之付诸行动的新途径。而在此之前要达到这个目标却并不容易。在没有对细胞产生物理损伤的情况下,聚合物包被的石墨烯刺激细胞发出信号弹,使免疫系统亮出其锋利的牙齿。苏州大学放射与防护医学院的院长柴之芳院士说,“周如鸿教授领衔的这项研究成果代表了精准医学的最新进展。可以设想,一旦这些纳米材料能够被靶向到肿瘤或者感染病毒的细胞,在原理上它们就能够刺激免疫系统在源头上去攻击肿瘤和感染,对纳米医学与精准医学的发展都具有重大意义“。
       这样的免疫疗法也能够结合那些已知的能够被载带到石墨烯上的传统药物一起投送。这种双管齐下的治疗方法也许能够成为今后发展人类与疾病斗争新策略的基础。

论文全文链接: http://www.nature.com/articles/ncomms14537

Press Summary:

PEGylated Graphene Oxide Elicits Strong Immunological Responses Despite Surface Passivation

图1.(左)巨噬细胞不吞噬rGO-PEG,但引起强热持续的免疫响应;(右)nGO-PEG激活巨噬细胞的分子机制

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