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中国地质大学(武汉)娄筱叮团队 Angew综述: 细胞器处的纳米纤维 - 从结构设计到生物医用
2023-11-01  来源:高分子科技

  纳米纤维是分子自组装最重要的形态之一,其依赖于纤维形成单元间的多种分子间相互作用。近十年来,纳米纤维在活细胞中的原位组装及其生物医用,如荧光成像和肿瘤治疗等得到了广泛的探索。一方面,纳米纤维的原位组装可由细胞器中的独特刺激触发,另一方面,不同的形成位置也能通过多方途径对细胞产生影响。在细胞器处选择性形成纳米纤维已成为影响细胞功能的通用策略。


  由于细胞环境的复杂性,活细胞中与试管中的组装并不完全相同。对于细胞内自组装,需纤维形成单元浓度高于临界聚集浓度来克服其他物质的干扰。细胞器靶向修饰确保了组装前体的目的地,通过增强局部浓度以增加自组装的趋势。此外,不同细胞器中的独特物质(如酶)也可触发从亲水性分子前体到疏水性纤维形成单元的转化,从而增加有效浓度。另一方面,不同细胞器处形成的纳米纤维也能通过多方途径对细胞产生影响。例如,膜受体触发的纳米纤维形成可阻碍物质交换并抑制细胞转移。溶酶体酸性环境中的纳米纤维形成则可助力药物进行溶酶体逃逸。由于保留能力增加,纳米纤维原位组装还可用于细胞器处的药物输送和生物成像质量的提升。


  基于前期的工作基础和发展近况,中国地质大学(武汉)娄筱叮教授团队在Angew. Chem. Int. Ed.上发表了题为“Nanofibers in Organelles: From Structure Design to Biomedical Applications”的综述文章。这篇综述文章总结了近五年来细胞器中纳米纤维形成的最新策略和系列工作。围绕细胞膜、线粒体、溶酶体、内质网、高尔基体、细胞核等六大细胞器的结构特点和功能差异,简要概括了纳米纤维的形成机制、重点关注了其在不同细胞器处的多种原位触发策略和生物医学应用。最后作者讨论了纳米纤维原位形成的挑战和潜在机遇,为今后的研究指明了方向。


图1. 细胞器处纳米纤维的原位形成



图2. 原位成形纳米纤维的分子前体设计


  中国地质大学(武汉)胡晶晶副教授为文章的第一作者,娄筱叮教授为通讯作者。本工作也得到了中国地质大学(武汉)夏帆教授的支持。


  论文信息:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202313139

  “Nanofibers in Organelles: From Structure Design to Biomedical Applications

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(责任编辑:xu)
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