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生物醫學領域最新進展集錦:光聲成像、半導體聚合物納米前藥

已有 881 次閱讀 2019-4-26 14:39 |個人分類:熱點研究|系統分類:博客資訊


01腎臟內納米粒子轉運的高時空分辨率光聲成像



腎臟疾病影響著全球10%以上的人口,早期檢測并及時治療是防治腎臟疾病的最有效手段。


本文在高時空分辨率下對腎臟中納米粒子轉運的過程進行實時、無創的監測。結合Au25(SG)18納米團簇的強近紅外吸收特質和光聲(PA)成像技術,可觀察到納米粒子在原位通過主動脈到腎實質的傳輸,隨后以1秒的時間分辨率過濾到腎盂。腎臟清除的高時空分辨率成像允許我們在正常和病理條件下準確量化單個腎臟的腎小球濾過率(GFR),這無疑提高了我們對納米級腎臟病學的基本認識,拓寬了工程納米粒子在臨床前腎臟研究中的生物醫學應用,有助于腎臟疾病的早期檢測。



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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201901525



02用于低氧活化光動力癌癥治療的半導體聚合物納米前藥



光動力療法(PDT)在腫瘤治療中有著巨大的應用前景,但其療效往往因腫瘤缺氧而受損。


本文報道了一種半導體聚合物納米前體藥物(SPNPD)的合成,這種藥物不僅能在近紅外光照下有效地生成單態氧(1O2),而且能在低氧腫瘤微環境中特異性地激活其化學治療作用。SPNPD由兩親性聚合物刷子自組裝而成,其光響應光動力主干修飾著聚乙二醇,并通過缺氧可切割連接物與化學藥物偶聯。


設計精巧,結構致密的SPNPD(30 nm)能在活鼠腫瘤中積聚,并在異種移植瘤小鼠模型中發揮協同光動力和化學治療作用,有效抑制腫瘤生長。這項研究是首個低氧活化的光治療聚合物前藥系統,在癌癥治療方面展現出巨大的潛力。



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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201814730



03單細胞馬爾迪質譜聯合免疫細胞化學技術揭示星形膠質細胞和神經元間的脂質異質性



基質輔助激光解吸電離質譜(馬爾迪質譜)可以測量單個細胞的化學含量,但光譜很難與常規細胞類型相關聯,從而限制了獲得的代謝信息。


在此,本文提出了一種結合馬爾迪質譜和免疫細胞化學來分析大鼠腦細胞的方案。這種方法將免疫細胞化學分析獲得的大量知識與每個細胞內主要脂質的質譜信息結合起來。雖然許多類脂物質在神經元和星形膠質細胞之間表現出高度的相似性,但兩種細胞類型之間有17種顯著差異,包括星形膠質細胞中升高的4種磷脂酰乙醇胺和神經元中的9種磷脂酰膽堿。該方法將質譜中發現的豐富化學信息與免疫細胞化學中數千個細胞的明確分類相結合,為大腦中細胞間差異的發現提供了新的見解。



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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201812892



04反應性兩親共軛聚合物抑制淀粉樣蛋白β組裝



蛋白質錯誤折疊和異常聚集與多種普遍和難治性疾病相關。抑制淀粉樣蛋白裝配是治療淀粉樣變性的有效途徑。


本文設計和合成了一種用p官能化硝基苯酯的聚(對亞苯基亞乙烯基)衍生物反應的共軛聚合物(PPV-NP),它能抑制淀粉樣蛋白的組裝,降解預先形成的原纖維,并降低活細胞中淀粉樣蛋白聚集的細胞毒性。PPV-NP通過疏水相互作用和不可逆的共價鍵與蛋白質連接。此外,PPV-NP還顯示出在體外測定中消除腦切片中Aβ斑塊的能力。這項工作在抑制蛋白質致病性聚集體方面進行了創新性嘗試,為淀粉樣變性的治療提供了有效的策略。



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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201901459



05通過分子動力學模擬對Sac7d蛋白與DNA結合和相關全局變化的原子分辨率研究



蛋白質-DNA復合物的形成是基因表達、修復和DNA包裝的所有過程的基礎。近日,X射線結晶學、核磁共振(NMR)波譜以及電子顯微鏡等技術在蛋白質-DNA復合物的原子級觀察上有所應用。然而,因為蛋白質-DNA復合物形成過程并沒有很好的特征,上述方法對其形成過程的細節研究并不適用。


在此,本文通過分子動力學模擬對Sac7d蛋白與DNA結合和相關全局變化的原子分辨率研究。Sac7d是一種小的熱穩定蛋白,在結合時會在DNA中誘導大的螺旋形變形。從未結合的Sac7d結構相對于B-DNA寡核苷酸的多個初始放置開始,采用分子動力學模擬直接遵循原子分辨率下的幾個成功結合事件,其導致結構與天然復雜幾何結構緊密一致。最終的天然復合物在十分之幾納秒內快速形成,并且包括靶DNA中的同時大規模扭結,溝槽開口,扭曲和嵌入。模擬表明,復合物形成過程涉及有助于達到最終結合狀態的初始非天然接觸,其中殘基嵌入在扭結DNA的中心。綜上所述,本研究直接跟蹤完整的Sac7d-DNA復合物的形成過程,為原子級分辨率研究提供了新思路,這將成為未來的研究主題。


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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201900935


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視頻介紹:This study revealed alterations of regional cerebral perfusion in the brains of PD patients with MCI using multidelay multiparametric ASL perfusion MRI to estimate the parameters of ATT and CBF. We have identified a cerebral functional abnormality in thalamus and inferior parietal cortex in early stage PD‐MCI patients, which may be apotential biomarker for the cognitive impairment; in particular ATT may be amore sensitive marker of changes in cerebral perfusion in PD‐MCI than CBF. ASL perfusion MRI is completely noninvasive compared to nuclear imaging techniques and cansafely be used for repeated assessments.


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