??近日，中國科學(xué)院過程工程所與清華大學(xué)合作首次證明了二維材料氧化石墨烯能夠與細(xì)胞膜形成三明治超級結(jié)構(gòu)，并實現(xiàn)藥物在膜磷脂層內(nèi)的有效運(yùn)輸，開辟了藥物精準(zhǔn)遞送新模式，為生物醫(yī)藥全新劑型的設(shè)計和新型納米粒子的應(yīng)用提供了方向。 

納微米粒子與細(xì)胞間相互作用對其后續(xù)生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用至關(guān)重要。過程工程所生化工程國家重點(diǎn)實驗室生物材料與生物劑型課題組的馬光輝研究員和魏煒研究員進(jìn)行了一系列研究，發(fā)現(xiàn)二維顆粒與傳統(tǒng)顆粒具有截然不同的特殊生物學(xué)效應(yīng)（如：在細(xì)胞膜表面通過激活力學(xué)信號實現(xiàn)免疫活化、在細(xì)胞內(nèi)限域空間通過折疊形變誘導(dǎo)細(xì)胞自噬），通過合理化設(shè)計，可顯著提升疫苗免疫應(yīng)答效果、實現(xiàn)抗腫瘤智能治療及實時診斷。相關(guān)工作相繼發(fā)表于Nature Commun, 2017, 8, 14537；Biomaterials, 2012, 33, 4013; Chem Commun, 2013, 49, 3902；ACS Appl Mater Interfaces, 2015, 7, 5239；Nanoscale, 2015, 7, 19949；ACS Appl Mater Interfaces,  2017, 9, 27396。  

石墨烯-生物膜超級結(jié)構(gòu)雖然已有預(yù)測，但一直沒有被證實。此次，過程工程所研發(fā)團(tuán)隊不僅利用冷凍透射等觀察到二維材料氧化石墨烯-生物膜三明治及其形成過程，還揭示了該超級結(jié)構(gòu)對細(xì)胞粗糙度、細(xì)胞流動性和細(xì)胞膜硬度的影響；更重要的是，二維材料氧化石墨烯可以借助該結(jié)構(gòu)使更多藥物進(jìn)入細(xì)胞膜間，實現(xiàn)藥物在膜磷脂雙分子層的快速運(yùn)動和擴(kuò)散，遠(yuǎn)優(yōu)于脂質(zhì)體對膜特異性藥物的胞內(nèi)遞送效果，顯著增加對癌細(xì)胞的殺傷能力。上述三明治結(jié)構(gòu)、膜間擴(kuò)散動力學(xué)和藥物遞送過程，由清華大學(xué)研究人員進(jìn)行了全面的計算模擬和機(jī)制解析。 

相關(guān)工作發(fā)表于Science Advances 2019, June 7（eaaw3192），陳鵬宇博士和岳華副研究員為本文第一作者，燕立唐教授和魏煒研究員為通訊作者。該工作得到了基金委優(yōu)秀青年科學(xué)基金項目以及國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目的支持。 

文章鏈接：https://advances.sciencemag.org/content/5/6/eaaw3192

石墨烯-生物膜“三明治”超級結(jié)構(gòu)及其在藥物遞送中的潛在應(yīng)用 

（左）模擬圖；（中）冷凍透射照片；（右）膜間遞送藥物（GO-VTB）的優(yōu)勢結(jié)果