在最新一期Science Advances（VOL 6, ISSUE 25）中，奇物論編輯部選取7篇與生物（納米）材料有關的論文，具體如下：
1. Science Advances：工程化自體腫瘤細胞疫苗在腫瘤手術床上局部動員抗腫瘤免疫
自體基于腫瘤細胞的疫苗（ATV）正在作為一種可轉化的方法用于個性化免疫治療，但其治療效果仍不能使癌癥患者滿意。于此，上海藥物研究所李亞平、王當歌等人設計了一種在Fmoc-KCRGDK-苯硼酸（FK-PBA）水凝膠中進行光動力療法（PDT）激發的ATV（P-ATV），該水凝膠可動員局部免疫激活來抑制術后腫瘤的復發。
本文要點：
1）靶向腫瘤細胞上過表達的唾液酸的FK-PBA可以實現殘留腫瘤區域的按需凝膠化，并在手術床上保持連續疫苗接種。
2）與需要花費數月時間準備的基于新抗原的疫苗或過繼細胞療法不同，P-ATV可以在幾天內輕松制造，并有效增強新表位特異性CD8+ T細胞，從而激活個性化免疫療法。這種簡單而強大的工程化的ATV方法為個性化免疫治療提供了另一種策略，并且易于轉化為各種基于細胞的抗原以抑制術后腫瘤的復發。
Lei Fang, et al., Engineering autologous tumor cell vaccine to locally mobilize antitumor immunity in tumor surgical bed. Science Advances 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.aba4024
https://advances.sciencemag.org/content/6/25/eaba4024
2. Science Advances：介孔二氧化硅納米粒子的孔徑對其抗原傳遞效率的影響
亞單位疫苗通常通過4步體內級聯反應（DUMP級聯）進行，以產生有效的細胞介導的免疫反應：（1）引流至淋巴結；（2）樹突狀細胞（DC）的攝取；（3）DC的成熟度；（4）將肽-MHC I復合物呈遞給CD8+ T細胞。尚不清楚疫苗載體如中孔二氧化硅納米粒子（MSN）的物理性質如何影響這種級聯反應。四川大學孫遜教授、張凌等人制造了具有不同孔徑（7.8 nm，10.3 nm和12.9 nm）的80 nm MSN，并在其中裝載了卵白蛋白抗原。
本文要點：
1）結果表明，具有不同孔徑的這些MSN在DUMP級聯的前三個步驟中同樣有效，但是具有較大孔徑的MSN則具有更高的交叉遞呈效率（步驟4）。
2）一致地，大孔MSNs負載B16F10腫瘤抗原產生最強的抗腫瘤作用。這些結果表明，該淋巴結靶向大孔MSNs有望作為免疫激活和癌癥疫苗接種的載體。
Xiaoyu Hong, et al. The pore size of mesoporous silica nanoparticles regulates their antigen delivery efficiency. Science Advances 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.aaz4462
https://advances.sciencemag.org/content/6/25/eaaz4462
3. Science Advances：通過膽固醇標記將蛋白質以胞質方式輸送
與小分子相比，基于蛋白質的成像劑和治療劑在結構和功能多樣性上更為優越，并且更易于設計或篩選。抗體或抗體片段幾乎可以輕易針對任何靶標產生。盡管具有這些基本優點，但是基于蛋白質制劑的功能和影響卻被大大削弱，僅作用于有限數量的細胞外靶標，因為大分子無法自發地穿過細胞膜。常規的蛋白質遞送技術不能解決這個基本問題，因為蛋白質貨物主要通過內吞作用在細胞內遞送，這是大自然開發的一種非常有效的細胞防御機制，可以防止完整的生物分子進入細胞質。
于此，美國華盛頓大學Xiaohu Gao教授等人報告了一個獨特的概念，即非共價膽固醇標記，它幾乎使任何致密蛋白質都能滲透到細胞膜中，從而完全繞過內吞作用。這個簡單的即插即用平臺極大地擴展了生物靶標空間，并具有改變基礎生物學研究和藥物發現的潛力
Wanyi Tai, et al., Cytosolic delivery of proteins by cholesterol tagging. Science Advances 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.abb0310
https://advances.sciencemag.org/content/6/25/eabb0310
4. Science Advances：微針介導的基因遞送治療缺血性心肌病
心血管疾病仍然是全世界死亡的主要原因。盡管心肌內注射可以有效地將藥物輸送到心肌，但是這種方法受到局限，因為它限制了針劑介導的注射，并且藥物在心肌中的保留很小。于此，上海交通大學醫學院葉曉峰、趙強和上海交通大學吳飛等人將腺相關病毒（AAV）包裹在相變微針（MNs）上，實現了AAV的均勻分布。
本文要點：
1）生物發光成像揭示了AAV-熒光素酶的成功遞送和轉染。術后第28天，AAV綠色熒光蛋白轉染的心肌細胞均勻分布。
2）AAV血管內皮生長因子（VEGF）負載的MNs通過增強VEGF表達、促進功能性血管生成和激活Akt信號傳導途徑來改善心臟功能。結果表明，MNs優于直接肌肉注射。因此，MNs有望成為一種有前景的多功能治療工具，可用于遞送各種藥物來治療缺血性心肌病。
Hongpeng Shi, et al. Microneedle-mediated gene delivery for the treatment of ischemic myocardial disease. Science Advances 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.aaz3621
https://advances.sciencemag.org/content/6/25/eaaz3621
5. Science Advances：自組裝的cGAMP-STINGΔTM信號復合物作為cGAMP傳遞的生物啟發平臺
干擾素（IFN）基因刺激因子（STING）途徑是機體對各種癌癥和感染免疫反應的重要組成部分。因此，給藥如環GMP-AMP（cGAMP）等刺激性激動劑被認為是一種有前途的靶向治療這些疾病的方法。在癌細胞中，STING信號經常被STING的表觀遺傳沉默所破壞，因此，傳統的僅傳遞其激動劑cGAMP可能不足以觸發STING信號。于此，麻省理工大學Paula T. Hammond和美國東北大學李嘉禾等人設計了一種受生物啟發的共傳遞方法，該方法無需使用重組TM結構域缺陷型STING蛋白作為cGAMP的高親和力，穩定載體，即可從載體中釋放功能齊全的內源性STING或cGAMP。
本文要點：
1）在將STINGΔTM與cGAMP預先組裝時，研究人員觀察到，該核糖核蛋白復合物能夠響應cGAMP與STINGΔTM的結合而四聚，從而形成TBK1募集和下游信號傳導的基本結構。
2）在這項工作中，雖然已知缺乏跨膜（TM）結構域的刺的表達對刺激劑無反應，并且當與細胞內的全長刺共同表達時為顯性陰性，研究人員觀察到，含cGAMP的重組TM缺陷STING蛋白在體內外傳遞時能有效地觸發STING信號，包括在STING缺陷細胞系中。因此，這種利用TM缺陷STING的仿生方法可以為cGAMP的傳遞提供一個普遍適用的平臺。
Yanpu He, et al. Self-assembled cGAMP-STINGΔTM signaling complex as a bioinspired platform for cGAMP delivery. Science Advances 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.aba7589
https://advances.sciencemag.org/content/6/24/eaba7589
6. Science Advances：馬蘭戈尼流驅動載有纖維細胞的水凝膠的排列
當含有揮發性溶劑中溶質的固定液滴蒸發時，液滴中的流動可以將溶質顆粒運輸和組裝成復雜的圖案。蒸發固定液滴在完全蒸發的溶劑中的轉運已被廣泛研究。于此，美國普林斯頓大學Celeste M. Nelson等人證明了含有I型膠原（一種自組裝聚合物）的水基固定液滴，在蒸發過程中的流動可以被利用來制造成排列的膠原纖維的水合網絡。
本文要點：
1）研究人員發現Marangoni流（一種物理現象，即由于表面張力在液體界面起作用，引起一個表面張力梯度，表面張力梯度超過粘滯力，使液體流動，出現毛細管對流）以一種依賴于自組裝速率、周圍環境的相對濕度和液滴幾何結構的方式，將膠原纖維組裝直接在毫米級區域上進行。
2）在這些蒸發液滴中結合和培養的骨骼肌細胞集體定向并隨后分化為肌管，以響應排列的膠原網絡。該發現證明了一種簡單的、可調的、高通量的方法可用于設計對齊的原纖維水凝膠和載有細胞的仿生材料。
Bryan A. Nerger, et al., Marangoni flows drive the alignment of fibrillar cell-laden hydrogels. Science Advances 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.aaz7748
https://advances.sciencemag.org/content/6/24/eaaz7748
7. Science Advances：在活體直接3D打印可變形傳感器
在活體人體器官上直接打印兼容生物醫學設備的能力，有利于病人的監護和傷口治療，這就要求3D打印機能夠適應生物表面的各種變形。美國明尼蘇達大學Michael C. McAlpine等人開發了一種原位3D打印系統，可以實時估計目標曲面的運動和變形，以適應刀具路徑。
本文要點：
1）利用該打印系統，將水凝膠傳感器打印在呼吸誘導變形的豬肺上。該傳感器與組織表面相容，并通過電阻抗斷層成像提供變形的連續空間映射。
2）這種自適應3D打印方法可以增強機器人輔助醫療的增材制造功能，使可穿戴電子和生物材料能夠在人體內外自主直接打印。
Zhijie Zhu, et al., 3D printed deformable sensors. Science Advances 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.aba5575
https://advances.sciencemag.org/content/6/25/eaba5575
