梁興杰，國家納米科學中心研究員，博士生導師，國家杰出青年基金獲得者。主要從事納米藥物在生物體系中的構效機制，優化納米藥物的成藥性并且用于臨床研究。課題組正在探尋通過提高藥物分子的輸運效率來達到顯著改善治療效果或者預防癌癥和艾滋病的納米生物技術，利用生物響應型納米材料在細胞和組織水平提高藥物安全性和治療效果。下面，我們節選了梁興杰研究員課題組近期的部分科研進展，供大家交流學習。1. Nature Commun.：熱響應三功能納米轉運體在多藥耐藥細菌感染光熱化療中的應用據世界衛生組織統計，近80%多藥耐藥（MDR）或極度耐藥（XDR）微生物的出現是由于全球過度使用或濫用抗生素而導致的，這些菌株的感染伴隨有嚴重的副作用，如血栓性靜脈炎或表皮壞死松解，因此，迫切需要開發一種對多藥耐藥菌具有高抗菌作用的新策略。國家納米科學中心梁興杰研究團隊、重慶大學羅陽等人設計了一種巧妙的三功能納米結構，即TRIDENT（熱響應應激藥物輸送納米轉運體），用于可靠的細菌根除。其強大的抗菌效果歸功于將熒光檢測與協同化學光熱滅活相整合。其中，近紅外輻射產生的升溫不僅通過相變機制熔化了納米轉運體，而且不可逆轉地破壞了細菌膜以促進亞胺培南的滲透，從而干擾細胞壁生物合成，最終導致細菌快速死亡。體內和體外實驗都表明，即使是封裝了低劑量的亞胺培南TRIDENT也能根除臨床耐甲氧西林金黃色葡萄球菌，而單用亞胺培南的效果是有限的。由于受感染部位的迅速恢復和良好的生物相容性，此抗菌策略可用于對抗多藥耐藥或極端耐藥細菌。
Guangchao Qing, Yang Luo, Xing-Jie Liang, et al. Thermo-responsive triple-functionnanotransporter for efficient chemo-photothermal therapy of multidrug-resistantbacterial infection. Nat. Commun., 2019.https://doi.org/10.1038/s41467-019-12313-32. Nano Lett.：在腫瘤均勻分布的磁性鐵氧納米材料用于MRI/MPI和磁熱治療磁熱治療所面臨的兩個主要難題是定量評估給藥期間和給藥后的藥物分布以及在不損傷周圍組織的情況下實現腫瘤的均勻熱療。國家納米科學中心梁興杰、中科院自動化研究所田捷等人開發了一種具有活性生物靶向作用的多模態MRI/MPI診療系統用于進行改善的磁熱治療(MHT)。該系統具有增強的磁共振成像(MRI)和磁粒子成像(MPI)效應，并且研究發現18納米的氧化鐵NPs (IOs)可以作為一種高性能的體外MRI / MPI造影劑。為了提高其遞送的均勻性，實驗使用腫瘤靶向肽CREKA對18納米IOs進行修飾使其可以靶向腫瘤。MRI/MPI結果顯示，靶向劑可以顯著改善納米顆粒在4T1原位小鼠乳腺癌腫瘤中的遞送均勻性。治療結果顯示，通過提高靶向性和遞送均勻性可以使得該系統比其他非靶向的IOs具有更好的腫瘤磁熱治療效率。
Yang Du, Xiaoli Liu, Qian Liang, Xing-Jie Liang, Jie Tian. Optimization and Design of Magnetic Ferrite Nanoparticles with Uniform Tumor Distribution for Highly Sensitive MRI/MPI Performance and Improved Magnetic Hyperthermia Therapy. Nano Letters. 2019DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b00630https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.nanolett.9b006303. Science Advances：向陽花多級次結構抗腫瘤基因治療當前，納米技術為工程設計將基因轉移到癌細胞的更穩定和有效的載體提供了巨大的潛力。 但是，目前的Au NPs載體仍然面臨一些缺陷。一方面，由于細胞的胞吐作用，超小NPs的凈攝取量仍然很低，導致治療效果降低。另一方面，有效地從體內清除NPs是臨床實踐中NPs安全翻譯的關鍵要求。有鑒于此，國家納米科學中心梁興杰課題組設計并構建了DNA介導自組裝的Au-DNA向陽花狀多級次納米結構（納米向陽花）。在體外近紅外光的調控響應下，使大尺寸顆粒（~200 nm）被動靶向到腫瘤部位，中等尺寸顆粒（~50 nm）滲透進腫瘤內部，小尺寸顆粒（<10 nm）被腫瘤細胞高效攝取，最終實現了良好的基因調控效果。納米向陽花表現出較強的NIR吸收和光熱轉化能力。在近紅外輻射下，大尺寸的納米結構可以分解并釋放出超小的金納米顆粒。c-myc癌基因沉默序列修飾的2 nm NPs的釋放改善了NPs的細胞核通透性，從而提高了轉染效率。研究表明，通過協同控制體外預培養時間，體內循環時間和照射時間，可實現細胞攝取量的增加，基因沉默功效可調節，并抑制腫瘤的效果?？勺冃蔚募{米向日葵為納米載體的設計提供了極好的模型，該載體系統在生物醫學應用中具有巨大的潛力。
Huo, S.; Gong, N.; Jiang, Y.; Chen, F.; Guo, H.; Gan, Y.; Wang, Z.; Herrmann, A.; Liang, X.-J., Gold-DNA nanosunflowers for efficient gene silencing with controllable transformation. Science Advances 2019, 5 (10), eaaw6264.DOI: 10.1126/sciadv.aaw6264https://advances.sciencemag.org/content/5/10/eaaw6264
梁興杰研究員是中國科學院納米材料的生物醫學效應和納米安全重點實驗室副主任，中國科學院納米科學卓越中心納米藥物組組長。課題組致力于研究如何發展生物材料，利用納米技術提高小分子化合物（先導化合物、化療藥物）和生物大分子（siRNA，mRNA，peptide，Ab等核酸，蛋白分子）生物利用度的分子和細胞生物學機制，并探索新型納米結構促進重大惡性疾?。ò┌Y，艾滋病等）的藥物療效和臨床治療的方法。《Biophysics Reports》 和 《Biomaterials》 雜志副主編， 《ACS Nano》 建議編委會雜志編委, 《Current Nanoscience》, 《Theranostics》, 《Biomaterials Research》等雜志編委及《Biotechnology Advances》雜志客座編委。http://www.nanoctr.cas.cn/liangxingjie/
