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Natural-Killer-Cell-Inspired Nanorobots with Aggregation-Induced Emission Characteristics for Near-Infrared-II Fluorescence-Guided Glioma Theranostics.
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2020-08-21 , DOI: 10.1021/acsnano.0c03824
Guanjun Deng 1, 2 , Xinghua Peng 1 , Zhihong Sun 1, 2 , Wei Zheng 3 , Jia Yu 3 , Lulu Du 4 , Huajie Chen 4 , Ping Gong 1, 5 , Pengfei Zhang 1, 2, 6 , Lintao Cai 1, 7 , Ben Zhong Tang 2, 6
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2020-08-21 , DOI: 10.1021/acsnano.0c03824
Guanjun Deng 1, 2 , Xinghua Peng 1 , Zhihong Sun 1, 2 , Wei Zheng 3 , Jia Yu 3 , Lulu Du 4 , Huajie Chen 4 , Ping Gong 1, 5 , Pengfei Zhang 1, 2, 6 , Lintao Cai 1, 7 , Ben Zhong Tang 2, 6
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Nature has always inspired robotic designs and concepts. It is conceivable that biomimic nanorobots will soon play a prominent role in medicine. The “Terminator” in the science fiction film is a cybernetic organism with living tissue over a metal endoskeleton, which inspired us to develop natural-killer-cell-mimic nanorobots with aggregation-induced emission (AIE) characteristics (NK@AIEdots) by coating a natural kill cell membrane on an AIE-active polymeric endoskeleton, PBPTV, a highly bright NIR-II AIE-active conjugated polymer. Owing to the AIE and soft-matter characteristics of PBPTV, as-prepared NK@AIEdots maintained a superior NIR-II brightness (quantum yield ∼7.9% in water) and good biocompatibility. Besides, they can serve as a tight junction (TJ) modulator to trigger an intracellular signaling cascade, causing TJ disruption and actin cytoskeleton reorganization to form an intercellular “green channel” to help them to cross the blood–brain barrier (BBB) silently. Furthermore, they can initiatively accumulate in glioblastoma cells in the complex brain matrix for high-contrast and through-skull tumor imaging. The tumor growth was also greatly inhibited by these NK@AIEdots under the NIR light illumination. As far as we know, the quantum yield of PBPTV is the highest among the existing NIR-II luminescent conjugated polymers. Besides, the NK-cell biomimetic nanorobots showed great potential for BBB-crossing active delivery.
中文翻译:
具有自然诱导杀伤细胞启发的纳米机器人,具有聚集诱导的发射特性,可用于近红外II荧光引导的神经胶质瘤治疗。
大自然一直启发着机器人的设计和概念。可以想象,仿生纳米机器人将很快在医学中发挥重要作用。科幻电影中的“终结者”是一种控制论生物,在金属内骨架上有活组织,这激发了我们开发通过涂覆形成聚集诱导发射(AIE)(NK @ AIEdots)特性的自然杀伤细胞模拟纳米机器人的方法。 AIE活性聚合物内骨架PBPTV上的天然杀伤细胞膜,PBPTV是一种高亮度NIR-II AIE活性共轭聚合物。由于PBPTV的AIE和软物质特性,所制备的NK @ AIEdots保持了优异的NIR-II亮度(在水中的量子产率约为7.9%)和良好的生物相容性。此外,它们还可以充当紧密连接(TJ)调节剂来触发细胞内信号传导级联,引起TJ破坏和肌动蛋白细胞骨架重组,形成细胞间“绿色通道”,以帮助他们默默地穿越血脑屏障(BBB)。此外,它们可以主动积聚在复杂脑基质中的胶质母细胞瘤细胞中,以进行高对比度和颅骨肿瘤成像。这些NK @ AIEdots在NIR光照射下也极大地抑制了肿瘤的生长。据我们所知,PBPTV的量子产率在现有的NIR-II发光共轭聚合物中最高。此外,NK细胞仿生纳米机器人显示出跨越BBB主动递送的巨大潜力。它们可以主动积聚在复杂脑基质中的胶质母细胞瘤细胞中,以进行高对比度和颅骨肿瘤成像。这些NK @ AIEdots在NIR光照射下也极大地抑制了肿瘤的生长。据我们所知,PBPTV的量子产率在现有的NIR-II发光共轭聚合物中最高。此外,NK细胞仿生纳米机器人显示出跨越BBB主动递送的巨大潜力。它们可以主动积聚在复杂脑基质中的胶质母细胞瘤细胞中,以进行高对比度和颅骨肿瘤成像。这些NK @ AIEdots在NIR光照射下也极大地抑制了肿瘤的生长。据我们所知,PBPTV的量子产率在现有的NIR-II发光共轭聚合物中最高。此外,NK细胞仿生纳米机器人显示出跨越BBB主动递送的巨大潜力。
更新日期:2020-08-21
中文翻译:
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具有自然诱导杀伤细胞启发的纳米机器人,具有聚集诱导的发射特性,可用于近红外II荧光引导的神经胶质瘤治疗。
大自然一直启发着机器人的设计和概念。可以想象,仿生纳米机器人将很快在医学中发挥重要作用。科幻电影中的“终结者”是一种控制论生物,在金属内骨架上有活组织,这激发了我们开发通过涂覆形成聚集诱导发射(AIE)(NK @ AIEdots)特性的自然杀伤细胞模拟纳米机器人的方法。 AIE活性聚合物内骨架PBPTV上的天然杀伤细胞膜,PBPTV是一种高亮度NIR-II AIE活性共轭聚合物。由于PBPTV的AIE和软物质特性,所制备的NK @ AIEdots保持了优异的NIR-II亮度(在水中的量子产率约为7.9%)和良好的生物相容性。此外,它们还可以充当紧密连接(TJ)调节剂来触发细胞内信号传导级联,引起TJ破坏和肌动蛋白细胞骨架重组,形成细胞间“绿色通道”,以帮助他们默默地穿越血脑屏障(BBB)。此外,它们可以主动积聚在复杂脑基质中的胶质母细胞瘤细胞中,以进行高对比度和颅骨肿瘤成像。这些NK @ AIEdots在NIR光照射下也极大地抑制了肿瘤的生长。据我们所知,PBPTV的量子产率在现有的NIR-II发光共轭聚合物中最高。此外,NK细胞仿生纳米机器人显示出跨越BBB主动递送的巨大潜力。它们可以主动积聚在复杂脑基质中的胶质母细胞瘤细胞中,以进行高对比度和颅骨肿瘤成像。这些NK @ AIEdots在NIR光照射下也极大地抑制了肿瘤的生长。据我们所知,PBPTV的量子产率在现有的NIR-II发光共轭聚合物中最高。此外,NK细胞仿生纳米机器人显示出跨越BBB主动递送的巨大潜力。它们可以主动积聚在复杂脑基质中的胶质母细胞瘤细胞中,以进行高对比度和颅骨肿瘤成像。这些NK @ AIEdots在NIR光照射下也极大地抑制了肿瘤的生长。据我们所知,PBPTV的量子产率在现有的NIR-II发光共轭聚合物中最高。此外,NK细胞仿生纳米机器人显示出跨越BBB主动递送的巨大潜力。