張強教授研究團隊在《ACS Nano》發(fā)表重要研究進展
2019年5月6日，納米領域國際權威學術期刊《ACS Nano》在線發(fā)表了我院張強教授研究團隊的最新研究成果：“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，張強教授和何冰講師為責任作者。研究工作得到了國家973計劃和國家自然科學基金創(chuàng)新群體等項目的支持。這也是北京大學藥學院第一次在該雜志上發(fā)表學術研究論文。
該論文代表著團隊在納米系統(tǒng)生物學領域的一項重要研究。納米系統(tǒng)生物學重點關注納米體系與生物體系的相互作用以及對彼此的結(jié)構(gòu)組成和功能的影響。張強、何冰團隊近年來重點研究基于納米藥物-腫瘤細胞相互作用的納米系統(tǒng)生物學。以前人們主要從納米角度考慮納米-生物相互作用（Nano-Bio Interaction），如通過各種功能化增加納米粒的細胞攝取，但實際上相互作用過程中細胞并不是被動的，細胞對納米藥物細胞轉(zhuǎn)運也具有明顯的調(diào)控作用。
該論文的第一個發(fā)現(xiàn)就是：在受體極性分布不同的兩種細胞中，轉(zhuǎn)鐵蛋白(Tf)功能化納米顆粒(Tf-NG)的細胞轉(zhuǎn)運途徑和程度明顯不同。研究首先證實，兩種上皮細胞模型上轉(zhuǎn)鐵蛋白受體(TfR)的極性分布存在天然差異，其中Caco-2細胞為雙極性分布，而MDCK細胞為單極性分布。然后研究發(fā)現(xiàn)，Tf-NG的細胞攝取、細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運和跨細胞轉(zhuǎn)運等因TfR極性分布的不同而異；只有在TfR呈雙極性分布的細胞系上，Tf-NG的細胞轉(zhuǎn)運可形成完整的“從進到出”的轉(zhuǎn)運流（polarity-associated transport flow），這非常有利于增加納米粒的跨膜轉(zhuǎn)運。
論文的第二個發(fā)現(xiàn)是：上皮細胞會對納米粒的轉(zhuǎn)運做出明顯的響應。通過定量蛋白質(zhì)組學的研究發(fā)現(xiàn)，Tf-NG的細胞轉(zhuǎn)運改變了蛋白質(zhì)的表達譜，其中與內(nèi)吞和跨膜轉(zhuǎn)運相關的蛋白質(zhì)出現(xiàn)特異性上調(diào)；有趣的是，在TfR呈雙極性分布的細胞系上，Tf-NG的細胞轉(zhuǎn)運不僅誘導更多的內(nèi)吞和跨膜轉(zhuǎn)運相關蛋白上調(diào)，而且后者進一步加速Tf-NG的內(nèi)吞和跨膜，即形成所謂“細胞正向反饋環(huán)”（positive cellular feedback loop）的現(xiàn)象。
總之，該研究揭示了納米藥物-腫瘤細胞相互作用的新機制，為靶向納米藥物跨上皮屏障的高效轉(zhuǎn)運提供了思路。
論文鏈接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.8b07231
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