近期，生物医学工程学院科研团队取得了系列重要成果。一起来看看吧！

    一、杨斌团队为高异质性和耐药性肿瘤的个性化治疗提供新思路

 受体表达的高度异质性和不同的化疗敏感性严重影响纳米药物在三阴性乳腺癌（TNBC）中的治疗效果。本研究通过化疗诱导CD47上调构建正反馈循环靶向两亲性多肽纳米药物，进而协同光动力治疗TNBC。具体而言，将能够上调TNBC细胞中CD47表达的疏水性药物多西紫杉醇负载到由两亲性嵌合肽Fmoc-K(PPIX)-AWSATWSNYWRH组装而成的纳米胶束中，获得的纳米药物表现出良好的稳定性，在EPR效应及CD47靶向结合肽序列的引导下更倾向于在CD47过表达的乳腺癌细胞中累积，从而将更多的纳米药物募集到细胞表面以进行后续的化疗/光动力协同治疗。这种策略为高异质性和耐药性肿瘤的个性化治疗提供了新的设计思路。

相关成果“Self‐Promoted Targeting Delivery of Nanodrug Through Chemotherapeutic Upregulation of CD47 for Triple Negative Breast Cancer Therapy”刊于Advanced Functional Materials（IF:18.5）。

全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202311677

   二、郭伟圣团队为血管支架涂层药物的设计提供新思路

目前，植入药物缓释支架是临床广泛采用的策略，用于预防血管成形术后的血管再狭窄。然而，支架涂层药物如紫杉醇和雷帕霉素不仅抑制了新生内膜增殖，还会抑制血管内皮再生，导致患者术后5到10年内支架内再狭窄的发生率达到5%至10%。

为了解决上述挑战，作者开发了一种调控动脉重塑的集成化水凝胶（Cur-NO-Gel）。作者首先制备了一种能够在β-半乳糖苷酶催化下释放一氧化氮（NO）的多肽成胶因子，然后在制备水凝胶时封装姜黄素，制备了Cur-NO-Gel。Cur-NO-Gel结合了NO的舒张血管效应和姜黄素抑制新生内膜并保护内皮的功能，通过三种途径抑制血管成形术后的血管狭窄：1）促进内皮细胞再生，2）抑制血管内膜增生，3）改善收缩性重塑。

相关成果“An Integrated Arterial Remodeling Hydrogel for Preventing Restenosis After Angioplasty”刊于Advanced Science（IF:15.1）。

全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202307063

   三、李战军团队发现饮用煮沸的自来水对减少微塑料摄入的有效作用

鉴于日益增长的塑料垃圾数量，微纳塑料（nano/microplastics，NMPs）已经污染饮用水源、进而对人群健康构成的潜在威胁，作者联想到，烧开水过程中产生的水垢（主要是不溶性钙镁碳酸盐和碱式碳酸盐组成）会迅速沉降到水底。长时间使用的烧水壶，水垢还会结块。新生相的水垢具有很高的吸附活性，能高效吸附、包裹、沉淀很多饮用水中的污染物。经研究表明：在不添加任何水处理药剂的前提下，把水烧开就能去除高达90%的微塑料。

相关成果“Drinking Boiled Tap Water Reduces Human Intake of Nanoplastics and Microplastics”刊于Environmental Science & Technology Letters（IF:10.9）。

全文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.estlett.4c00081

 四、郭伟圣团队构建一种基于僵尸化巨噬细胞的“特洛伊木马”调节动脉粥样硬化斑块内巨噬细胞免疫

 动脉粥样硬化斑块内，泡沫细胞表面CD47蛋白表达升高导致经典的免疫监视机制被抑制，进而抑制巨噬细胞对泡沫细胞的胞葬作用。因此，阻断CD47-SIRPα通路可能是一种调节斑块内的免疫微环境并抑制斑块进展的潜在方法。利用巨噬细胞作为“特洛伊木马”，可以通过调节先天巨噬细胞的免疫功能来减轻动脉粥样硬化斑块的炎症负担。然而，进行性斑块中的炎性环境会导致迁移的巨噬细胞向促炎表型分化，这对巨噬细胞驱动的药物递送策略提出了重大挑战。

 有鉴于此，作者通过构建了一个基于僵尸巨噬细胞（命名为Z-Møs）的“特洛伊木马”作为仿生给药系统（命名为ZARMs）来调节斑块内巨噬细胞免疫。

 相关成果“A zombie macrophage based "Trojan horse" enhances the effect o f efferocytosis through immune regulation for atherosclerosis treatment”刊于Advanced Functional Materials（IF:18.5）。

 全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202315034

    五、陈寅团队研发新型自交联生物水凝胶

 可注射水凝胶在临床实践中有着广泛应用。然而，开发基于生物高分子的坚韧、生物可粘附且采用生物友好、稳健交联策略的可注射水凝胶仍是一项巨大挑战。在本文中，作者报告了一种由马来酰亚胺化海藻酸盐和原始明胶组成的可注射水凝胶，其前体溶液在混合时无需任何催化剂或外部能量即可通过温和的迈克尔加成反应实现自交联。这种水凝胶具有较强的韧性与生物粘附性，能紧密粘接于猪皮缺损处，并可在剧烈弯曲与扭转、温水浴、沸水淋洗的情况下保持完好。此外，它还具有生物相容性、生物活性与生物可降解性，可通过提供类似细胞外基质的环境来支持细胞的生长和重塑。作为应用证明，作者证实这种水凝胶能显著加速糖尿病皮肤伤口的愈合，因此在医疗保健领域具有巨大潜力。

相关成果“A tough and bioadhesive injectable hydrogel formed with maleimidyl alginate and pristine gelatin”刊于Carbohydrate Polymers（IF:10.7）。

全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861724002376

    六、张天富团队揭示外泌体膜仿生纳米干细胞清除器用于抑制乳腺癌FLASH放疗后复发和转移的新机制

 FLASH放射治疗（FLASH-RT）是一种新兴的临床技术。与传统放疗相比，这种超高剂量放疗可以在抑制肿瘤生长的同时，最大限度地减少放疗引起的不良反应。然而，放射耐药性仍然存在，并导致复发和转移。因此，迫切需要开发一种方法来解决FLASH-RT后的肿瘤复发和转移问题。

 该项研究设计了一种肿瘤源性外泌体膜融合脂质体仿生纳米平台，共负载聚集诱导发光（AIE）光热剂TPE-BBT和抗癌药物阿司匹林，命名为TAFL。TAFL系统具有优异的肿瘤靶向能力和光热特性，可诱导肿瘤干细胞（CSCs）的DNA损伤，抑制DNA修复，全面下调CSCs的干细胞表型，抑制成球能力，进一步诱导CSCs凋亡。体外和体内实验均表明，TAFL能显著抑制FLASH-RT治疗后癌细胞的复发和转移，为改善FLASH-RT的临床治疗效果提供了新的思路。

相关成果“Biomimetic Nano-Cancer Stem Cell Scavenger for Inhibition of Breast Cancer Recurrence and Metastasis after FLASH-Radiotherapy”刊于Small（IF:13）。

全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/smll.202400666

   七、张天富团队开发不受限分子运动实现温和光热疗法用于抑制FLASH放疗后肿瘤复发

 前期，张天富团队使用肿瘤外泌体膜制备仿生纳米粒子包裹聚集诱导发光（AIE）光疗剂，并探究针对FLASH放疗后复发的抑制效果。受前作启发，该研究将一线谷氨酰胺酶抑制剂CB-839和AIE温和光热剂TPE-BBT共负载于温敏琼脂水凝胶形成TCH，可以通过近红外激光实现原位可控药物释放，显著增敏FLASH放疗效果并抑制肿瘤复发。值得注意的是，TPE-BBT在近红外二区具有超高的荧光量子产率却仍能表现出优秀的光热效果。作者通过理论计算发现这是由于处于聚集状态的TPE-BBT仍有大量未被限制的分子运动模式。该研究为改善FLASH放疗的临床治疗效果提供了新思路，同时也为进一步解读近红外区AIE分子的光物理过程和设计新的光诊疗试剂提供了新见解。

 相关成果“Unrestricted molecular motions enable mild photothermy for recurrence-resistant FLASH antitumor radiotherapy”刊于Bioactive Materials（IF:19）。

 全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X24001051

    八、张天富团队开发基于AIE细胞荧光染料的深度学习程序实现癌细胞自动识别和临床前癌症早诊

 研究表明，在早期诊断癌症（0期至2期）可以显著提高癌症患者的生存率。因此，生物医学科学家和医生致力于推进癌症早诊技术，以识别癌症类型和疾病状态。随着细胞学的发展，针对癌细胞形态的研究越来越成熟，并且在分析癌症进化的性质和新药物研发中起着关键的作用。

 该研究提出了一种名为AIEgen-Deep的细胞分类程序，通过使用线粒体靶向的聚集诱导发光分子（AIEgen）进行细胞染色和定位、再结合深度学习算法模型，对不同类型的癌细胞进行准确识别。在识别癌细胞形态方面，AIEgen-Deep表现出显著的准确性，对八种不同细胞类型的26,693张图像识别，实现75.9%的准确率。在健康细胞与癌细胞的二元分类中，它显示出增强的性能，准确率为88.3%，召回率为79.9%。该模型能够有效地区分健康细和各种癌细胞，准确率在83.1-89.0%。我们的方法在不同癌症类型上的广泛适用性，预计将大大有助于早期癌症检测，提高患者的生存率。

相关成果“AIEgen-deep: Deep learning of single AIEgen-imaging pattern for cancer cell discrimination and preclinical diagnosis”刊于Biosensors and Bioelectronics（IF:12）。

全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0956566324000897

    九、李杨团队发现异质界面工程制备均一MHP纳米线的突破性应用

 该研究提出了一种利用异质界面工程策略制备均一金属卤化物钙钛矿(MHP)纳米线的新方法,并将其应用于仿生突触器件。首先,研究人员通过调节纳米晶表面配体密度和异质界面能,成功制备了高纯度(产率近100%)、平均直径约17.2 nm的均质CsPbI3纳米线。这种均质的一维MHP纳米线在仿生突触器件上具有更低的功耗优势,有望解决MHP器件功耗高于生物突触的问题。其次,研究人员设计并制造了基于CsPbI3纳米线的仿生突触器件,并表现出低操作电压(-0.7 V)、良好的耐久性和可靠性。该器件成功模拟了生物突触的学习和遗忘等功能，在神经形态电子学等应用领域展现出广阔的前景。

 该研究不仅提供了一种简单高效制备均一MHP纳米线的策略,而且证明了这种均一的一维MHP纳米线在仿生突触器件中的优异性能，为基于 MHP 的神经形态计算和生物启发电子学开辟了新的可能。这项工作为进一步构建基于MHP纳米线的仿生突触器件提供了重要参考。

 相关成果“Heterogeneous interface engineering enabling homogeneous metal halide perovskite nanowires for artificial synapses”刊于Materials Today Nano（IF:10.3）。

 全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2588842023001487