學校主頁 黨委宣傳部 新聞網
學校主頁 黨委宣傳部 新聞網

北理工在電穿孔介導核酸藥物免疫治療方面取得進展


近日,北京理工大学前沿交叉科学研究院黄渊余课题组在核酸药物输运和肿瘤免疫治疗方面取得重要研究进展。该研究成果以《Rolling microneedle electrode array (RoMEA) empowered nucleic acid delivery and cancer immunotherapy》发表于纳米科技与生物医学领域国际顶级期刊《Nano Today》(影响因子16.907)。该论文第一作者为北京理工大学生命学院/前沿交叉院博士研究生杨同仁和北京大学黄东博士,通讯作者为北京理工大学黄渊余研究员和北京大学李志宏教授。

基于小幹擾RNA(siRNA)的核酸藥物近年來連續獲批上市,已成爲引領第三次制藥浪潮的代表性技術。siRNA藥物開發的關鍵問題是如何實現高效富集與胞吞、快速抵達細胞質、高效長效沈默靶基因表達,這個過程需要研究開發高效安全的藥物遞送技術。目前諸多遞送載體存在給藥效率低、安全性差、成本高、缺乏普適性等問題。

1_副本.jpg

图1 RoMEA示意图及该研究思路

2018年,黄渊余课题组与李志宏课题组开展合作,提出并验证了滚轮微针辅助柔性电穿孔芯片介导siRNA体内透皮递送的策略(Theranostics 2018; 8(9):2361-2376),该策略结合医疗美容领域的微针滚轮与柔性插指电极芯片(FIEA),首先利用微针滚轮在小鼠皮肤组织建立微孔道、形成液体微电极,接着使用柔性电穿孔芯片给予脉冲电场,促使核酸药物分子透皮递送。进一步,研究人员构思将滚动式微针与电穿孔芯片“二合一”,设计了滚动式微针电极阵列(RoMEA,图1),该器件的突出优势在于滚动的同时施加同步电场,可支持在不规则的活体组织表面进行大面积的活体组织电穿孔。同时,该器件具有侵入性小、操作方便、安全、制造成本低、易于大规模生产等优点。

2_副本.jpg

图2 RoMEA介导的体内核酸递送研究

研究人员通过RoMEA递送表达红色荧光蛋白(RFP)的质粒或Cy5标记的siRNA,或抑制SCD1基因表达的siRNA,对RoMEA在体内的核酸递送的参数进行了探究(图2)。结果显示,当RoMEA所施加的电压在30V-90V区间内,RFP的蛋白都得到显著的表达,并且在50V的电压下RFP的蛋白表达强度达到峰值(图2c)。并且当RoMEA所施加的电压为50V时,显著的提高了Cy5-siRNA在小鼠腿部及肿瘤内的滞留时间(图2d, e)。同样,作者发现当RoMEA所施加的电压为50V时siRNA有很好的基因抑制效率(图2f, g)。在此条件下,电转CpG2395(免疫佐剂)可以有效的刺激小鼠分泌IL-6与IFN-g(图2h)。因此,RoMEA可以在50V的电压下可以实现局部高效的核酸转染效率。

3_副本.jpg

图3 RoMEA介导的B16-F10黑色素瘤的免疫治疗

阻断PD-L1/PD-1免疫检查点通路是临床治疗中最具代表性的肿瘤免疫治疗途径。结合RoMEA的最优参数,研究人员进一步选择抑制PD-L1表达的siRNA(siPD-L1)和拮抗PD-1的单抗(PD-1 mAb)在B16-F10黑色素瘤小鼠模型进行研究(图3a, b)。分别在肿瘤较小(模拟临床早期肿瘤,图3c-i)和肿瘤较大(模拟临床中期肿瘤,图3j-l)时开始治疗。结果显示,单独使用siPD-L1或联合PD-1 mAb,均能有效抑制肿瘤的生长,延长动物生存周期。同时,流式细胞术的结果显示,肿瘤微环境中CD4+ T细胞、CD8+ T细胞数量显著提升,证实了PD-L1/PD-1通路的机制和效果。

該工作設計的滾動式微針電極陣列(RoMEA)加工簡單、通用性強,爲未來各種治療劑(不局限于核酸藥物)的應用開發奠定了基礎,展現了良好的實用前景。


附作者簡介:

黄渊余,北京理工大学研究员、课题组长、博士生导师。研究兴趣主要围绕核酸技术与药物展开,包括核酸药物(如siRNA、mRNA等)的设计筛选、药物递送以及重大疾病的创新诊治技术研究。目前在Nano Today、Adv Funct Mater、Nano Lett、Biotechnol Adv等期刊发表SCI论文50余篇;其中第一或通讯作者论文30余篇,含IF>10论文13篇、ESI高被引论文3篇。著述专著6章、中文教材1部;申请专利6件,含授权PCT专利2件。先后主持国家自然科学基金等项目10余项。入选北京市科技新星(2020)、北京市科协先进工作者(2020)、北京市科协青年托举人才(2019),获得中美纳米医学与纳米生物技术学会“未来之星”奖(2019)、教育部学术新人等荣誉。是中国生物物理学会纳米生物学分会秘书长、理事,另4个学会理事或委员;是Advances(Wiley合作新刊)副主编、Chinese Chemical Letters等多个期刊编委。

論文詳情:

Tongren Yang1, Dong Huang1, Chunhui Li, Deyao Zhao, Junshi Li, Mengjie Zhang, Yufeng Chen, Qining Wang, Zicai Liang, Xing-Jie Liang, Zhihong Li?, Yuanyu Huang?. Rolling microneedle electrode array (RoMEA) empowered nucleic acid delivery and cancer immunotherapy. Nano Today 2021; 36: 101017. doi: 10.1016/j.nantod.2020.101017.

教師主頁:http://arims.bit.edu.cn/xzdw/qnggjs/tbyjy/178349.htm

論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.nantod.2020.101017


分享到:

热门关键词: 500万彩票网手机版| 500万彩票网登录| 500万彩票网app| 500万彩票网官方版| 500万彩票网首页| 500万彩票网平台| 500万彩票网官网| 500万彩票网主页| 500万彩票网网| 500万彩票网开户| 500万彩票网网址| 500万彩票网注册| 500万彩票网网站| 500万彩票网客户端| 500万彩票网下载|