張強(qiáng)教授研究團(tuán)隊(duì)在《ACS Nano》發(fā)表重要研究進(jìn)展
2019年5月6日，納米領(lǐng)域國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《ACS Nano》在線發(fā)表了我院張強(qiáng)教授研究團(tuán)隊(duì)的最新研究成果：“Transferrin Functionization Elevates Transcytosis of Nanogranules across Epithelium by Triggering Polarity-Associated Transport Flow and Positive Cellular Feedback Loop”。博士研究生楊丹為論文第一作者，張強(qiáng)教授和何冰講師為責(zé)任作者。研究工作得到了國(guó)家973計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體等項(xiàng)目的支持。這也是北京大學(xué)藥學(xué)院第一次在該雜志上發(fā)表學(xué)術(shù)研究論文。
該論文代表著團(tuán)隊(duì)在納米系統(tǒng)生物學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要研究。納米系統(tǒng)生物學(xué)重點(diǎn)關(guān)注納米體系與生物體系的相互作用以及對(duì)彼此的結(jié)構(gòu)組成和功能的影響。張強(qiáng)、何冰團(tuán)隊(duì)近年來(lái)重點(diǎn)研究基于納米藥物-腫瘤細(xì)胞相互作用的納米系統(tǒng)生物學(xué)。以前人們主要從納米角度考慮納米-生物相互作用（Nano-Bio Interaction），如通過(guò)各種功能化增加納米粒的細(xì)胞攝取，但實(shí)際上相互作用過(guò)程中細(xì)胞并不是被動(dòng)的，細(xì)胞對(duì)納米藥物細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)也具有明顯的調(diào)控作用。
該論文的第一個(gè)發(fā)現(xiàn)就是：在受體極性分布不同的兩種細(xì)胞中，轉(zhuǎn)鐵蛋白(Tf)功能化納米顆粒(Tf-NG)的細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)途徑和程度明顯不同。研究首先證實(shí)，兩種上皮細(xì)胞模型上轉(zhuǎn)鐵蛋白受體(TfR)的極性分布存在天然差異，其中Caco-2細(xì)胞為雙極性分布，而MDCK細(xì)胞為單極性分布。然后研究發(fā)現(xiàn)，Tf-NG的細(xì)胞攝取、細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)和跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)等因TfR極性分布的不同而異；只有在TfR呈雙極性分布的細(xì)胞系上，Tf-NG的細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)可形成完整的“從進(jìn)到出”的轉(zhuǎn)運(yùn)流（polarity-associated transport flow），這非常有利于增加納米粒的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。
論文的第二個(gè)發(fā)現(xiàn)是：上皮細(xì)胞會(huì)對(duì)納米粒的轉(zhuǎn)運(yùn)做出明顯的響應(yīng)。通過(guò)定量蛋白質(zhì)組學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，Tf-NG的細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)改變了蛋白質(zhì)的表達(dá)譜，其中與內(nèi)吞和跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的蛋白質(zhì)出現(xiàn)特異性上調(diào)；有趣的是，在TfR呈雙極性分布的細(xì)胞系上，Tf-NG的細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)不僅誘導(dǎo)更多的內(nèi)吞和跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)蛋白上調(diào)，而且后者進(jìn)一步加速Tf-NG的內(nèi)吞和跨膜，即形成所謂“細(xì)胞正向反饋環(huán)”（positive cellular feedback loop）的現(xiàn)象。
總之，該研究揭示了納米藥物-腫瘤細(xì)胞相互作用的新機(jī)制，為靶向納米藥物跨上皮屏障的高效轉(zhuǎn)運(yùn)提供了思路。
論文鏈接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.8b07231
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