2024年5月1日，药学院药剂学系霍达教授在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）发表题为 《基于纳米材料联合暴露诱导的表观摄取行为重编程机制及其放疗增敏应用》（Epi-Endocytic Performance Engineering through Nanomaterials Co-Challenging: A Study of Mechanism and Implication in Radiotherapy）的研究论文。该研究为深入理解多尺度纳米药物联合暴露下的细胞摄取行为贡献了全新的定量视角理论，同时为选择性调控非常规摄取途径活性提供了新思路。该论文通讯作者为我校药学院药剂学系霍达教授，南京大学胡勇教授，上海交大附属瑞金医院蒋光亮博士和我校第一附属医院（江苏省人民医院）丁清清主任。
高熵合金（High-entropy alloy, HEA) 是近十年来得到广泛关注的新型纳米材料，其高熵特性是由多种（一般为4种及以上）组成元素在材料体相结构内无规分布所引发的，意指该合金内部原子系统混乱度高，随着近年来包括热冲击，激光蚀刻等瞬态高温合成策略的开发，高熵合金的合成难关被攻破，其在材料，微电子，能源等领域得到了广泛应用，而关于高熵合金医学相关应用的研究则相对滞后，其生物学价值仍有待揭示。
本研究采用一步法制备了四元高熵合金，结合计算模拟及显微成像对其结晶后原子拓扑结构进行了解析，通过对铁系元素掺杂量进行调控，产物通性特征均为PtPdCuM，通过控制M元素含量，构建了尺寸差异性高熵合金文库，通过混合文库中组分，形成了多尺寸高熵合金混合物，测试了细胞暴露于上述混合物下的摄取行为。研究发现纳米材料的摄取效率可以通过表观重编程细胞摄取元件的方式得以提升，首次揭示了快速内吞途径（Fast Endophilin-Mediated Endocytosis, FEME) 在其中具有关键性价值。研究进一步证实了其中作为旁观者（指混合物中核心材料之外的组分）的纳米颗粒在胞内所形成的差异性蛋白冠，是激活FEME的关键，这其中较大尺寸旁观者通过吸附促进了GSK3和Cdc42蛋白的相分离，削弱了二者对于Endophilin （内吞蛋白） 的抑制，最终活化FEME，这一结果提示了当需要深入理解纳米材料的细胞生物学效应时，材料在转录层次之外所造成的影响，特别是针对无序蛋白的相分离稳态调控效应，应当被重视。从应用层次看，“旁观者”辅助的摄取增强行为对于充当“配角”的颗粒具有尺寸，但非剂量依赖性，利用这一特点，可以在大幅降低核心载体用量的基础上，仅通过投入少量的“旁观者”实现摄取行为按需重构，更好平衡治疗过程中的毒副反应及病变部位药物剂量。
该研究获得国家自然科学基金面上项目，基金委复杂系统理论物理研究中心项目的资助。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202402320
（撰稿/霍达课题组；审核/刘明捷 陈宏山）