張良方，加州大學(xué)圣地亞哥分校（University of California, San Diego）納米工程系教授，同時(shí)也是納米醫學(xué)界的杰出人才，曾于2013年入選《麻省理工科技評論》的“35名35歲以下的創(chuàng )新者”（35 Innovators Under 35）榜單，2018年被選為美國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì )（AAAS）研究員。
近日，張良方教授和同學(xué)院納米工程學(xué)家Joseph Wang聯(lián)手設計一款新型的**載體——微型“小馬達”，可以驅動(dòng)自身到達小鼠腸道的黏膜內層，有望發(fā)揮更廣泛的抗感染保護效果。
這一巧妙的裝置，可以裝載藥物在嚙齒動(dòng)物的消化系統中“穿行”，并最終靶向腸道內壁。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Nano Letters》期刊。
研究團隊表示，這一研究為“口服**”提供了新的思路，除了繞開(kāi)了注射的步驟，還可以建立粘膜免疫（mucosal immunity）。
粘膜免疫是機體的“第一道防線(xiàn)”，鼻子、肺、陰道和消化道等與外界經(jīng)常接觸的組織中都存在粘膜。然后，幾乎所有已上市的**都無(wú)法刺激這一反應。如果，**可以促使粘膜中的抗體反應，這些抗體可以在感染到血液之前進(jìn)行抵制。
巧妙的“豌豆”
為了研發(fā)出直接靶向腸內壁的**，研究團隊希望創(chuàng )造出一種仿生的電動(dòng)裝置（motorized device），能夠主動(dòng)進(jìn)行免疫接種。
最終，他們研制出一種微小、自我推動(dòng)的小武器——能夠攜帶金黃色葡萄球菌毒素（目前沒(méi)有預防這一感染的**）。這一“電動(dòng)機”由鎂制成，并覆蓋有一層二氧化鈦（左邊有一個(gè)小孔，使鎂暴露在外）。
他們將這一電動(dòng)機包裹在表達細菌毒素的紅細胞膜上（作為抗原），隨后再加上有助于該裝置黏著(zhù)在腸壁上的聚糖涂層和對pH敏感的腸溶衣。
總之，機器的大小類(lèi)似于一枚豌豆。
給小鼠口服后的反應
一旦這一裝置通過(guò)胃部，保護層會(huì )降解，暴露的鎂“馬達”會(huì )在機體內將水轉變成氫泡（hydrogen bubbles），并從小孔內溢出，從而將裝置和細菌推向腸內壁，粘附并產(chǎn)生粘膜免疫反應。
“這一設備可以在胃腸道中自動(dòng)降解，不會(huì )產(chǎn)生副作用。”張良方解釋道。
首先，他們在體外細胞中測試了這一設計，隨后在小鼠體內進(jìn)行了相關(guān)試驗——給小鼠喂食這一設備，利用成像技術(shù)和糞便檢測來(lái)分析動(dòng)物免疫反應的強度。結果顯示，利用該裝置接種過(guò)**的小鼠表現出的免疫反應明顯高于僅僅只服用抗原顆粒（沒(méi)有馬達裝置）的小鼠。
研究團隊強調，這一研究還有很多工作要做，以證明它是提供某些**的方式。他們正致力于在動(dòng)物模型中測試該系統，以確定這種增強的免疫反應是否會(huì )轉化為疾病預防。
張良方認為，這一研究最終可以用于治療腸道內的癌癥。“越來(lái)越多的實(shí)驗室正在研究納米級和微型裝置，以及將這些裝置應用于醫療中，而不是僅僅關(guān)注更常規的藥物輸送方式。”他表示道。
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