新型自组装纳米粒子或彻底改变药物输送New self-assembling nanoparticles could transform drug delivery | University of Chicago News

创新药物 / 来源:news.uchicago.edu美国 - 英语2025-09-17 05:27:22 - 阅读时长2分钟 - 860字
芝加哥大学普利兹克分子工程学院团队开发出基于聚合物的温度响应型自组装纳米粒子,可在常温水溶液中形成,无需苛刻化学品或特殊设备。该技术突破性地实现了蛋白质与RNA的高效共载,成功应用于疫苗递送、哮喘免疫治疗和肿瘤基因沉默等场景,且具备冻干储存特性,为全球疫苗分发提供低技术门槛解决方案。
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新型自组装纳米粒子或彻底改变药物输送

一个微小的温度变化即可使这种新型纳米粒子自动组装,为脆弱药物的输送提供创新解决方案。芝加哥大学普利兹克分子工程学院(UChicago PME)的研究人员开发出这种基于聚合物的纳米粒子系统,在室温水溶液中即可自组装,无需使用腐蚀性化学品或特殊设备。

发表于《自然-生物医学工程》的研究显示,这种纳米粒子形成的温和条件足以保护蛋白质结构稳定——这正是现有脂质纳米粒子技术难以克服的瓶颈。研究团队认为,这项发现将推动下一代生物制剂和疫苗的普及应用。

"这个平台的简洁性和通用性最令人振奋,"共同资深作者、芝加哥大学PME分子工程创新与企业讲席教授Stuart Rowan表示,"只需将冷藏样品升至室温,就能可靠地制备出可输送多种生物药物的纳米粒子。"

在疫苗递送领域,脂质纳米粒子曾助力新冠mRNA疫苗突破,但其制造过程依赖乙醇溶剂和精密工艺,存在规模化难题且不适用于蛋白质输送。为解决这一矛盾,研究团队设计出具有温敏特性的聚合物纳米载体。通过系统筛选十余种材料组合,他们发现特定聚合物在冷水环境中可与目标蛋白共溶,升温至室温时则自组装为包裹蛋白的均一纳米结构。

"我们的粒子尺寸和形态完全由底层设计的聚合物化学特性决定,"首席作者Samir Hossainy解释,"避免了现有纳米粒子常见的多分散性问题。"实验验证显示,该系统可同时搭载蛋白质和RNA,其载量显著优于现有技术,且支持冻干储存。

在跨机构合作中,研究团队成功应用该技术实现三大突破:1)疫苗递送:将特定蛋白注入小鼠后激发持久抗体反应;2)免疫调控:递送哮喘免疫抑制蛋白;3)肿瘤治疗:靶向沉默癌基因并抑制小鼠肿瘤生长。值得注意的是,所有应用场景均使用同一配方,展现出系统高度通用性。

该技术的最大优势在于生产普适性。冻干形态可实现常温运输,使用时仅需冷水重溶并升温激活。研究团队正推进临床前试验,并尝试搭载mRNA等新型有效载荷,同时与多家机构合作开发实际应用场景。

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