納米醫學在疾病診療領域具有發展前景,但是納米粒子材料具有安全問題(比如毒性、炎癥),因此需要在免疫反應和器官負擔之間進行權衡,并且深入理解有機體-納米材料之間的相互作用。
有鑒于此,南開大學胡獻剛教授等提出了解釋因果系統優化的體系ICSO(interpretable causal system optimization),并且對精確預測和智能優化納米粒子的上游、下游任務。
本文要點
(1)
ICSO體系能夠篩選免疫反應和器官負擔的關鍵因素(恢復時間、比表面積、納米材料的尺寸)以及潛在的因果信息,表明了生物-納米材料相互作用過程背后隱藏的關系。
(2)
ICSO能夠對多種生物反應閾值(比表面積、直徑、zeta電位)進行量化,ICSO能夠對設計具有生物兼容并且對靶向器官輸送納米粒子。比如,優化表面積和形貌能夠減少36.19 %的炎癥,陽性肺部聚集提高40.14 %。ICSO能夠克服對經驗的依賴,在設計納米材料的過程中提供解決方案。
參考文獻
Xu Dong, Xiangang Hu*, Fubo Yu, Peng Deng, and Yuying Jia, Interpretable Causal System Optimization Framework for the Advancement of Biological Effect Prediction and Redesign of Nanoparticles, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c07700
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c07700