【Biodaily】二维材料、动脉粥样硬化的分子影像学等最新成果速递20200408

本文要点：

1）“智能”马桶是独立的，通过利用压力和运动传感器自主操作，使用护理标准比色分析法分析用户的尿液，从尿液分析条的图像中跟踪红绿蓝值，使用计算机视觉作为尿量计来计算尿液的流速和体积，并使用深度学习根据布里斯托尔粪便形式量表对粪便进行分类，其性能可与受过训练的医务人员相媲美。

2）厕所的每个用户都通过他们的指纹和肛膜的特征来识别，并且数据被安全地存储和分析在一个加密的云服务器中。这种马桶可用于特定病人群体的筛查、诊断和纵向监测。

Park, S., Won, D.D., Lee, B.J. et al. A mountable toilet system for personalized health monitoring via the analysis of excreta. Nat Biomed Eng (2020).

https://doi.org/10.1038/s41551-020-0534-9

2.[抗癌前药]按需激活的铂（IV）配合物具有独特的抗癌机制 | JACS

对于癌症治疗中的个性化精准医学，人们迫切希望可以靶向激活的靶向抗癌前药。具有独特作用方式的此类前药也有望克服耐药性。于此，香港城市大学Guangyu Zhu等人报道了以奥沙利铂为基础且光笼化（photocaged）的Pt（IV）前药coumaplatin，以实现核积累和“按需”激活。

本文要点：

1）该前药基于Pt（IV）配合物，可以通过水氧化有效地将其活化，而无需还原剂。coumaplatin能在核仁中非常有效地积累，并且在光激活后，该前药显示出的光细胞毒性水平比奥沙利铂高2个数量级。

2）出乎意料的是，该前药具有显着增强的肿瘤渗透能力，并利用独特的作用方式克服了耐药性；即是coumaplatin而不是奥沙利铂诱导细胞衰老，不依赖p53的细胞死亡和免疫原性细胞死亡以及T细胞活化。该发现不仅为可控活化和核仁靶向Pt（IV）抗癌前药的合理设计提供了一种新的策略，而且证明了将常规铂类药物积累到细胞核中是改变其典型作用机制和降低耐药性的一种切实可行的方法。

Zhiqin Deng, et al. A Photocaged, Water-Oxidizing, and Nucleolus-Targeted Pt(IV) Complex with a Distinct Anticancer Mechanism. Journal of the American Chemical Society 2020.

DOI: 10.1021/jacs.0c00221

https://doi.org/10.1021/jacs.0c00221

3. [纳米药物]纳米药物的力学性能对其靶向肿瘤的影响|Chem. Soc. Rev

在过去的几十年里，通过调节纳米药物的机械性能来增强其对肿瘤靶向性能引起了越来越多的关注。华中科技大学李子福教授、甘璐教授和杨祥良教授综述分析了纳米药物的机械性能对其体内行为的影响，并重点介绍了其对药物递送效率和抗肿瘤效果的影响作用。

本文要点：

1）作者综述了自2000年以来关于纳米药物的力学性能对其靶向肿瘤的影响的相关进展，并介绍了调整纳米药物力学性能的方法和表征纳米药物力学性能的相关技术。

2）最后，作者也对纳米药物在肿瘤靶向给药中的应用前景和面临的诸多重大挑战进行了讨论。

Zheng Li. et al. Influence of nanomedicine mechanical properties on tumor targeting delivery. Chemical Society Reviews. 2020

DOI: 10.1039/c9cs00575g

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/cs/c9cs00575g#!divAbstract

4.[二维材料]面向设备应用的MXene印刷和图案涂层 | AM

阿卜杜拉国王科技大学Husam N. Alshareef等人对面向设备应用的MXene印刷和图案涂层进行综述。作为2D纳米材料家族的蓬勃发展成员，MXenes，即过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物，具有优异的电化学、电子、光学和机械性能。它们被广泛应用于储能、电子学、光电子学、生物医学、传感器和催化等领域。与其他2D材料相比，MXenes具有一组独特的属性，例如高的金属导电性、优异的分散性、负表面电荷和亲水性，使其特别适合用作印刷油墨。

本文要点：

1）印刷和前/后图案涂层方法代表了一系列简单、经济高效、多用途、环保的基于MXenes的设备制造技术。

2）此外，打印可以实现复杂的3D体系结构和多功能性，这在各种应用中都是非常需要的。通过印刷和图案化涂层，通过在三个维度上仔细地图案化，可以极大地提高MXene的性能和应用范围。因此，印刷/涂层不仅是设备制造工具，而且还是用于新应用以及工业化的使能工具。

Zhang, Y.‐Z., et al., MXene Printing and Patterned Coating for Device Applications. Adv. Mater. 2020, 1908486.

https://doi.org/10.1002/adma.201908486

5.[诊疗一体化]放射性标记纳米光敏剂用于多发性骨髓瘤成像及治疗|ACS Nano

用于体内的系统给药纳米颗粒(NPs)的快速肝和脾调理仍然是纳米医学的致命弱点，通常只允许一小部分材料到达预定的目标组织。虽然专注于疾病自然处置纳米颗粒的器官是一个可行的选择，但它限制了可能从纳米医学干预中受益的多种损伤。在此，美国华盛顿大学（圣路易斯）Samuel Achilefu等人设计了一个由二氧化钛(TiO₂)纳米颗粒组成的纳米治疗平台，该平台包覆有肿瘤靶向剂转铁蛋白(Tf)，并用放射性核素(⁸⁹Zr)进行放射性标记，用于靶向骨髓， NPs的分布成像，并刺激ROS的产生以用于细胞杀伤。

本文要点：

1）用⁸⁹Zr标记TiO₂ NPs，可以在不改变纳米粒子形貌的情况下，获得热力学和动力学稳定的无螯合⁸⁹Zr-TiO₂-Tf NPs。

2）⁸⁹Zr-TiO₂-Tf治疗多发性骨髓瘤(MM)细胞(一种起源于骨髓的浆细胞疾病)会产生细胞毒性活性氧(ROS)，通过凋亡途径诱导癌细胞杀伤。

3）正电子发射断层扫描/X射线计算机断层扫描(PET/CT)成像和组织生物分布研究表明，将⁸⁹Zr-TiO₂-Tf注射到小鼠体内，利用⁸⁹Zr的趋骨作用，可以选择性地将大约70%的注射放射性物质定位在小鼠骨组织中。

4）研究NP分布的小动物PET/CT成像和癌症进展的生物发光成像联合显示，在弥漫性MM小鼠模型中，单剂量⁸⁹Zr-TiO₂-Tf治疗完全抑制了未治疗小鼠安乐死时的癌症生长，并至少使经治疗的小鼠的存活率增加了一倍。Zr-TiO₂-Tf、⁸⁹Zr-草酸盐或⁸⁹Zr-Tf处理的小鼠与未处理的对照组相比没有任何疗效。这项研究揭示了一种有效的放射性核素敏化纳米光疗范例，用于治疗多发性骨髓瘤和其它可能与骨相关的恶性肿瘤。

Rui Tang, et al. Osteotropic Radiolabeled Nanophotosensitizer for Imaging and Treating Multiple Myeloma, ACS Nano, 2020.

DOI: 10.1021/acsnano.9b09618

https://doi.org/10.1021/acsnano.9b09618

6.[纳米医药]一种纳米平台同时实现子宫内膜异位病变组织成像和消除！|Small

子宫内膜异位症是一种痛苦的疾病，子宫内膜样组织会在宫腔外形成病变，而术中鉴别和切除这些病变组织是困难的。基于此，美国俄勒冈州立大学Oleh Taratula、美国俄勒冈健康与科学大学Ov D. Slayden等人提出了一个纳米平台，利用实时近红外(NIR)荧光和光热疗法(PTT)同时描绘和消融子宫内膜异位组织。

本文要点：

1）此纳米平台包括一种染料--萘酞菁硅(SiNc)，可以同时进行近红外荧光成像和PTT，以及一种聚合物纳米颗粒，在全身给药后作为SiNc载体进入子宫内膜异位组织。为了在子宫内膜异位症病变的荧光成像过程中获得高对比度，在子宫内膜异位症细胞内化之前，纳米粒子是非荧光的。

2）体外研究证实，这些纳米颗粒在猕猴子宫内膜间质细胞内化后激活荧光信号，并在与近红外光相互作用时通过将细胞温度提高到53°C将其消融。

3）为了证明纳米颗粒在体内的有效性，将猕猴子宫内膜和子宫内膜异位症的活检组织移植到免疫缺陷小鼠体内。术中Fluobeam800系统成像显示，静脉注射24小时后，纳米颗粒有效地积聚在子宫内膜异位移植物中。最后，纳米颗粒将子宫内膜异位移植物暴露在近红外光下的温度提高到47°C，在单一治疗后即可完全消除它们。

Abraham S. Moses, et al. Nanoparticle‐Based Platform for Activatable Fluorescence Imaging and Photothermal Ablation of Endometriosis. Small, 2020.

DOI: 10.1002/smll.201906936

https://doi.org/10.1002/smll.201906936

7. [分子影像学]针对动脉粥样硬化斑块和血栓形成的分子影像学研究进展|Nanoscale

动脉粥样硬化的并发症如心肌梗死和脑卒中等仍然是目前造成死亡的主要病因之一，因此迫切需要开发新的诊断工具来对动脉粥样硬化斑块和血栓的形成进行早期检测。以功能化纳米材料为基础的分子成像探针可与先进的成像技术相结合，这也为监测动脉粥样硬化的发展提供了许多新的策略。苏州大学高明远教授综述了近年来各种分子探针在动脉粥样硬化斑块和血栓诊断中的研究进展，并对其在心血管疾病诊断中的应用前景进行了展望。

本文要点：

1）作者首先总结了目前可用于动脉粥样硬化和血栓成像的生物学靶点。

2）随后，作者也重点介绍了基于工程化纳米探针的新兴分子成像技术及其在临床转化过程中面临的挑战。

Ruirui Qiao. et al. Recent advances in molecular imaging of atherosclerotic plaques and thrombosis. Nanoscale. 2020

DOI: 10.1039/d0nr00599a

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/nr/d0nr00599a#!divAbstract

信息来源： 奇物论