化疗是三阴性乳腺癌症（TNBC）的首选治疗方案。基于纳米载体的药物释放系统能够精准杀死肿瘤细胞，具有广泛和迫切的临床使用需求。然而，在纳米药物的输运过程中，面临着多重生物屏障，包括畸形的肿瘤血管、致密的肿瘤微环境及细胞膜等，导致纳米药物在实体瘤内富集难、肿瘤渗透能力有限，细胞内化效率低，从而极大地限制了临床治疗效果。
有鉴于此，
复旦大学化学系孔彪
课题组
和复旦大学附属中山医院江立波
课题组
提出
一种
位点选择性
超组装策略，设计了智能的多功能
仿生头/空心尾纳米机器人。
（1）
深入研究智能感知纳米机器人对生物屏障的穿透能力：通过不同类型的肿瘤细胞评估细胞内化能力；血管内皮细胞/肿瘤细胞共培养Transwell模型实验评估跨血管和跨细胞穿透能力；三维多细胞肿瘤球模型体外评估肿瘤穿透能力；最后通过活体共聚焦探究其活体肿瘤血管渗透及肿瘤穿透性能。研究表明，纳米机器人通过重塑肿瘤微环境及其近红外响应的自主运动能力协同促进其肿瘤渗透。此外，自主移动能力和仿生头部结构显著促进了纳米-生物界面相互作用力，提升细胞摄取效率。
（2）
这些纳米机器将近红外响应的自主移动能力、深度肿瘤穿透、促进的细胞内化、高的载药能力以及可控的药物释放能力和优异的光热治疗能力整合到单个纳米机器人设备中，在TNBC的脊柱转移小鼠模型中有效抑制肿瘤生长，并在三种具有硬基质的肿瘤小鼠模型中显示出强大的抗肿瘤功效。实现对一类具有硬基质的肿瘤的有效化疗。
该研究为合成先进的多功能智能纳米载体的设计提供了思路与范例，并为TNBC脊柱转移患者以及那些具有硬基质肿瘤的癌症治疗比如胰腺癌和黑色素瘤提供了一种具备前景的治疗策略。
上述研究成果以“Site-Selective Superassembly of Biomimetic Nanorobots Enabling Deep Penetration into Tumor with Stiff Stroma”为题发表于《Nature Communications》。复旦大学化学系闫苗博士后和复旦大学附属中山医院陈勍博士生为论文的共同第一作者。
Miao Yan, et al. Site-selective superassembly of biomimetic nanorobots enabling deep penetration into tumor with stiff stroma. Nature Communications. 2023
DOI：10.1038/s41467-023-40300-2
https://www.nature.com/articles/s41467-023-40300-2
同步辐射丨球差电镜丨FIB-TEM
原位XPS、原位XRD、原位Raman、原位FTIR
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