微流控電穿孔技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效大批量細(xì)胞膜包裹仿生納米顆粒制備，用于癌癥細(xì)胞治療
近期，我院趙興中教授、劉威教授依托武漢大學(xué)人工微結(jié)構(gòu)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，通過與武漢大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院孫志軍教授合作，在癌癥細(xì)胞治療領(lǐng)域中獲得重要突破。該標(biāo)題為“Platelet-Facilitated Photothermal Therapy of Head and Neck Squamous Cell Carcinoma”的工作在材料化學(xué)權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》(IF=11.9)上發(fā)表。論文第一署名單位是武漢大學(xué)物理學(xué)院，第一作者是2015級(jí)博士生饒浪，劉威教授和孫志軍教授為通訊作者。
頭頸鱗癌是口腔癌中最常見的一種，也是全球第六常見的癌癥。目前臨床的治療手段包括手術(shù)，放療和化療，但是目前的治療手段不能有效地提高整體生存率，減少癌癥復(fù)發(fā)。主要的原因在于，手術(shù)并不能完全切除癌旁組織，放化療具有極大的全身毒性。伴隨著納米技術(shù)的發(fā)展，使用具有良好光熱轉(zhuǎn)換性能的納米材料進(jìn)行腫瘤光熱治療引起了廣泛的關(guān)注，尤其對(duì)于頭頸癌這種位于皮膚表面的癌癥，使用定點(diǎn)的光照具有非常大的臨床轉(zhuǎn)化潛力。
劉威教授團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地在血小板細(xì)胞里負(fù)載上納米金棒了，利用了血小板細(xì)胞的創(chuàng)口靶向功能、免疫逃避功能，并結(jié)合了納米金的光熱治療功能。將納米金棒高效靶向到口腔癌組織附近，實(shí)現(xiàn)了對(duì)頭頸鱗癌組織的定點(diǎn)清除。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，患口腔癌小鼠經(jīng)過負(fù)載金棒的血小板細(xì)胞治療后，腫瘤組織體積大大縮小，生存率得到顯著提高。這種新穎的腫瘤細(xì)胞治療策略為淺表癌癥組織的治療提供了一條全新的治療思路，有著非常重要的科研及臨床價(jià)值。
圖一：腫瘤細(xì)胞治療策略和效果
另外，在細(xì)胞膜包裹的納米顆粒用于腫瘤治療的研究中通過與中科院蘇州醫(yī)工所董文飛研究員合作，劉威教授團(tuán)隊(duì)再獲重要突破。該標(biāo)題為“Microfluidic Electroporation-Facilitated Synthesis of Erythrocyte Membrane-Coated Magnetic Nanoparticles for Enhanced Imaging-Guided Cancer Therapy”的工作在材料學(xué)權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《ACS Nano》（IF=13.9）上發(fā)表。論文第一署名單位是武漢大學(xué)物理學(xué)院，第一作者是2015級(jí)博士生饒浪，劉威教授與董文飛研究員為通訊作者。
通過跨學(xué)科交叉合作，該團(tuán)隊(duì)早期采用了紅細(xì)胞膜、癌細(xì)胞、血小板等細(xì)胞膜構(gòu)建了納米仿生抗腫瘤材料。然而，目前制備細(xì)胞膜包裹的納米材料通常都是使用機(jī)械擠推的方式合成的，這種傳統(tǒng)的方法耗時(shí)耗力，無法批量制備，是細(xì)胞膜治療技術(shù)走向臨床實(shí)際應(yīng)用的重大障礙。
針對(duì)上述問題，劉威教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種微流電穿孔技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高效大批量細(xì)胞膜包裹仿生納米顆粒制備。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在微流控電穿孔作用下，能高效率地將已被FDA（美國食品和藥物監(jiān)督管理局）批準(zhǔn)的氧化鐵納米顆粒包裹于細(xì)胞膜內(nèi)。該種創(chuàng)新性的方法省時(shí)省力，且動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明生成的納米顆粒具備很好的核磁共振成像與光熱治療效果，同時(shí)不引起機(jī)體對(duì)于納米材料的清除。該團(tuán)隊(duì)的這個(gè)工作為細(xì)胞膜治療技術(shù)走向臨床邁出了重要的一步。
圖二：電穿孔包膜技術(shù)應(yīng)用于腫瘤MRI成像與光熱治療
附全文鏈接：
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201709457/full
http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b00133
本工作得到了國家優(yōu)秀青年基金，國家重大研發(fā)計(jì)劃，國家重大儀器專項(xiàng)等項(xiàng)目的支持。
（文章來源: 武漢大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 轉(zhuǎn)載僅供參考學(xué)習(xí)及傳遞有用信息，版權(quán)歸原作者所有，如侵犯權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系刪除）
標(biāo)簽: 細(xì)胞膜治療技術(shù) 微流控電穿孔技術(shù)