NTU科研人員在《自然·納米技術》上發表新論文，
開發出多功能藥物輸送系統，引領生物醫學革命。
第一作者：Haopeng Li, Xuliang Qian
通訊作者：Tian Liu, Qing Yang, Huajian Gao or Jing Yu.
DOI：https://doi.org/10.1038/s41565-024-01654-w
受大自然的啟迪，NTU科研人員研發出了一種前沿的多功能藥物傳遞體系。
來源：ntu
這一體系的研發靈感來源於蛾毛蟲體內的特殊蛋白質，這種蛋白質具有神奇的自組裝特性。科研人員巧妙利用這一特性，創造出了納米級的藥物膠囊。這些微小的膠囊能夠高效地捕獲並精確輸送多種藥物。
研究團隊成功合成了源於毛毛蟲體內的天然自組裝肽，並將其溶於水中。緊接著，他們向肽溶液中注入了有機溶劑丙酮，以此觸發自組裝機制的啟動。
由水和丙酮擴散產生的液滴介面處的濃度梯度驅動納米膠囊的形成。
來源：ntu
科研人員觀察到，肽的自組裝過程經歷了兩個明顯的階段。最初，當丙酮被引入時，肽溶液會迅速形成微小的液滴。隨後，丙酮逐漸滲透到這些液滴內部，而水分則從液滴中慢慢析出。
這一過程在液滴的表層產生了一個濃度梯度，促使肽分子開始組裝成被稱為β-摺疊片的層狀構造，最終演變成為一個空心的球形納米膠囊。令人驚訝的是，整個自組裝過程在混合後的短短10分鐘內即可完成。
由其中一種肽形成的膠囊。
來源：ntu
科學家們還展示了他們能夠通過調整肽與異佛爾酮二異氰酸酯的比例來精細控制納米膠囊的尺寸。這種特殊的化合物在穩定納米膠囊結構方面發揮著關鍵作用，它像紐帶一樣將肽分子緊緊連接在一起。
「據我們目前所知，這是在沒有使用任何模板的情況下，首次成功製造出肽納米膠囊，」余亞索教授解釋道，「這一突破性的技術為開發可定製的藥物傳遞系統奠定了基礎。」
此外，他們的肽納米膠囊為各種潛在的生物醫學應用開闢了新的可能性，尤其是在藥物輸送和基因治療領域。
研究團隊還進一步證實了納米膠囊在攜帶和傳輸「貨物」方面的能力，例如化療藥物和抗體。通過修改肽鏈，納米膠囊甚至能夠被用於傳遞mRNA。這些含有藥物和mRNA的納米膠囊顯示出良好的生物相容性，並無毒性，且能成功被多種細胞攝取。
南洋理工大學材料科學與工程學院的研究員李浩鵬博士，作為該研究的第一作者，他興奮地指出：「通過深入研究自然界中肽的自組裝行為，我們有望設計出能夠運載多種藥物和治療性化合物的納米載體。」
相較於其他製作方法，這種自組裝技術不僅成本更低，而且對環境友好，為納米結構的製造提供了一種全新的思路。
實驗結果顯示，這些攜帶藥物的納米膠囊能夠順利被細胞吸收，展現出在生物醫學領域的巨大應用潛力，包括但不限於藥物傳遞和基因治療。
目前，該研究團隊正積極為他們的這一創新發明申請專利保護。這一重大研究成果也已被《自然納米技術》雜誌報道。
