微流控电穿孔技术实现高效大批量细胞膜包裹仿生纳米颗粒制备，用于癌症细胞治疗

近期，我院赵兴中教授、刘威教授依托武汉大学人工微结构教育部重点实验室，通过与武汉大学口腔医学院孙志军教授合作，在癌症细胞治疗领域中获得重要突破。该标题为“Platelet-Facilitated Photothermal Therapy of Head and Neck Squamous Cell Carcinoma”的工作在材料化学权威学术期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》(IF=11.9)上发表。论文第一署名单位是武汉大学物理学院，第一作者是2015级博士生饶浪，刘威教授和孙志军教授为通讯作者。

头颈鳞癌是口腔癌中最常见的一种，也是全球第六常见的癌症。目前临床的治疗手段包括手术，放疗和化疗，但是目前的治疗手段不能有效地提高整体生存率，减少癌症复发。主要的原因在于，手术并不能完全切除癌旁组织，放化疗具有极大的全身毒性。伴随着纳米技术的发展，使用具有良好光热转换性能的纳米材料进行肿瘤光热治疗引起了广泛的关注，尤其对于头颈癌这种位于皮肤表面的癌症，使用定点的光照具有非常大的临床转化潜力。

刘威教授团队创造性地在血小板细胞里负载上纳米金棒了，利用了血小板细胞的创口靶向功能、免疫逃避功能，并结合了纳米金的光热治疗功能。将纳米金棒高效靶向到口腔癌组织附近，实现了对头颈鳞癌组织的定点清除。实验数据显示，患口腔癌小鼠经过负载金棒的血小板细胞治疗后，肿瘤组织体积大大缩小，生存率得到显著提高。这种新颖的肿瘤细胞治疗策略为浅表癌症组织的治疗提供了一条全新的治疗思路，有着非常重要的科研及临床价值。

图一：肿瘤细胞治疗策略和效果

另外，在细胞膜包裹的纳米颗粒用于肿瘤治疗的研究中通过与中科院苏州医工所董文飞研究员合作，刘威教授团队再获重要突破。该标题为“Microfluidic Electroporation-Facilitated Synthesis of Erythrocyte Membrane-Coated Magnetic Nanoparticles for Enhanced Imaging-Guided Cancer Therapy”的工作在材料学权威学术期刊《ACS Nano》（IF=13.9）上发表。论文第一署名单位是武汉大学物理学院，第一作者是2015级博士生饶浪，刘威教授与董文飞研究员为通讯作者。

通过跨学科交叉合作，该团队早期采用了红细胞膜、癌细胞、血小板等细胞膜构建了纳米仿生抗肿瘤材料。然而，目前制备细胞膜包裹的纳米材料通常都是使用机械挤推的方式合成的，这种传统的方法耗时耗力，无法批量制备，是细胞膜治疗技术走向临床实际应用的重大障碍。

针对上述问题，刘威教授团队开发了一种微流电穿孔技术，实现了高效大批量细胞膜包裹仿生纳米颗粒制备。实验数据显示，在微流控电穿孔作用下，能高效率地将已被FDA（美国食品和药物监督管理局）批准的氧化铁纳米颗粒包裹于细胞膜内。该种创新性的方法省时省力，且动物实验证明生成的纳米颗粒具备很好的核磁共振成像与光热治疗效果，同时不引起机体对于纳米材料的清除。该团队的这个工作为细胞膜治疗技术走向临床迈出了重要的一步。

图二：电穿孔包膜技术应用于肿瘤MRI成像与光热治疗

附全文链接：
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201709457/full
http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b00133

本工作得到了国家优秀青年基金，国家重大研发计划，国家重大仪器专项等项目的支持。

（文章来源: 武汉大学物理科学与技术学院  科学网科学网转载仅供参考学习及传递有用信息，版权归原作者所有，如侵犯权益，请联系删除）