近期研究表明，基于肽的疫苗在癌症免疫治疗中具有强效的疗效。通过同时将佐剂和抗原肽分子共同运送到抗原呈递细胞，免疫学性能得到了优化。在我们之前的研究中，我们展示了一个由40-mer CpG-DNA和一个抗原卵清蛋白肽构成的结合物，通过二硫键结合有效地诱导了体内卵清蛋白特异性细胞毒性T淋巴细胞（CTL）反应。在本研究中，基于这个结合设计，我们制备了一个由30-mer CpG-DNA（CpG30）和一种癌症抗原性的酪氨酸酶相关蛋白2的肽（TRP2180-188）组成的结合物，其中TRP2180-188的N-末端附着有一个半胱氨酸残基。然而，用这个结合物免疫小鼠并没有诱导出有效的TRP2180-188特异性免疫反应。考虑到结合物中产生的肽（10-mer）可能过长，无法适应H-2Kb分子的结合，因为最佳结合长度是8-9个氨基酸。我们设计了一个新的结合物，由CpG30和C-TRP2181-188肽（9-mer）组成，其中TRP2180-188的N-末端丝氨酸残基被半胱氨酸取代。通过调整肽的长度，我们成功地诱导了CpG30-C-TRP2181-188结合物免疫后产生强烈的TRP2180-188肽特异性CTL活性。此外，具有其他CpG-DNA序列或半胱氨酸类似物的各种CpG30-C-TRP2181-188结合物也诱导相同水平的CTL活性。因此，通过将N-末端的氨基酸残基替换为半胱氨酸残基制备的CpG-C肽结合物，可能成为针对癌症和传染病特定抗原的肽疫苗的新型有效平台。

癌症的多药耐药(MDR)是各种化疗方法成功的主要障碍之一，也是大多数癌症死亡的原因。开发有效的方法以克服MDR对于癌症的高效化疗仍然是极为必要的。通过传递与线粒体DNA相互作用的靶向抗癌药物被认为是一个有效的策略，因为线粒体的DNA修复能力相对较弱，可以逆转癌症的MDR。在这里，我们报道了一个多聚前药，它可以使用叶酸(FA)和四苯基膦(TPP)靶向基，分别顺序靶向癌细胞和线粒体。它们被连接到由聚[寡聚(乙二醇)甲基乙醚甲基丙烯酸酯] (POEGMA)和共聚单体含有肉桂醛(CNM)和多柔比星(DOX)组成的两性共聚物前药的末端基团上。在自组装成适当尺寸(∼30 nm)的胶束之后，这些胶束被称为TF@CNM + DOX，经静脉注射后可以积累在肿瘤组织中。经过FA介导的内吞作用，内体的酸度(∼pH 5)可以触发CNM从TF@CNM + DOX胶束中释放，随后通过TPP靶向增强进入线粒体。这促进了活性氧(ROS)的过量产生，随后可以增强细胞内氧化应激并触发ROS响应性的DOX释放到线粒体中。TF@CNM + DOX在没有观察到明显副作用的情况下，展现了抑制DOX耐药MCF-7 ADR肿瘤生长的巨大潜力。因此，以肿瘤和线粒体的双重靶向为特点的多聚前药的设计代表了一种理想的策略，可以通过提高细胞内的氧化水平和ROS响应性药物释放来治疗MDR肿瘤。

在新药物的开发中，典型的聚合物或大分子基的纳米载体因制造过程的复杂性、不必要的系统毒性和低负载能力而备受困扰。然而，无载体的纳米医药在药物传递和药代动力学方面取得了卓越的进展，在靶向抗癌疗法中展示了纳米粒子的大部分优点。为了克服纳米载体和传统细胞毒药物的问题，我们开发了一种新型的无载体自组装前药，包括亲水性基团（或组）和羟基脂肪酸（16碳链正十六烷链，palmitic）成分以及包含半胱氨酸蛋白酶3特定可裂解肽（Asp-Glu-Val-Asp，DEVD）和细胞毒药物（多柔比星，DOX）的肿瘤细胞前药。这种两性共聚物，羟基脂肪酸-palmitic-DEVD-DOX，具有在盐水中自组装成纳米粒子的能力，无需任何载体或纳米配方。此外，多柔比星的包含是以前药形式进行的，而凋亡特异性DEVD肽可以导致多柔比星在正常组织中副作用减少。此外，由于增强的渗透和滞留效应，无载体的羟基脂肪酸-palmitic-DEVD-DOX纳米粒子可以被动地积累在荷瘤小鼠的肿瘤组织中。因此，与未经修改的DEVD-DOX共轭物相比，羟基脂肪酸-palmitic-DEVD-DOX共轭物显示出了增强的治疗效果。因此，这种无载体的羟基脂肪酸-palmitic-DEVD-DOX前药在治疗实体肿瘤方面具有巨大的治疗潜力，可以克服传统化疗和纳米粒子的问题。

嵌合抗原受体（CAR）识别肿瘤相关抗原（TAA），可以有效地靶向肿瘤细胞，而无需使用人类主要组织相容性复合物（MHC）。但是，在临床实践中，CAR具有剂量确定不准确的问题，而可以解决这个问题的方法通常产生细胞毒性物质，例如绿色荧光蛋白（GFP）插入。因此，在本研究中，我们试图使用高度生物兼容的应力促进炔-叠氮环加成（SPAAC）将无害荧光标记锚定在CAR-T细胞膜上，而不产生任何副产品。我们的共轭荧光标记在CAR-T细胞表面上稳定至少两周，并具有出色的光学稳定性和测量学性能。此外，这种方法可以快速定量活性CAR-T细胞，而不影响它们的活性。因此，这种方法是一种有前途的可靠策略，用于准确诊断和治疗癌症。

在出现任何症状之前检测癌症对于成功治疗至关重要。然而，早期检测非常具有挑战性，特别是对于早期几乎没有症状的癌症类型，例如上皮卵巢癌（EOC）。开发一种可以检测具有足够选择性，灵敏度和重复性的生物标志物的用户友好型方法是克服早期检测EOC挑战的有望方法。在本研究中，我们报告了一种用激光诱导的击穿光谱法对HE4生物标志物进行灵敏检测的夹心型微粒免疫测定法。在其中，我们基于共价和非共价交联化学将元素粒子交联到特定的功能组上，以提高生物标志物检测的灵敏度和选择性。在这种方法中，Fe3O4和SiO2微粒被用来结合和纯化复杂介质中的抗体-抗原。从磁性纯化检测中同时检测铁和硅显着提高了HE4生物标志物的检测灵敏度，其中HE4的检测限为0.0022 pM。我们还使用硅校准曲线确定了HE4和二氧化硅微粒之间的偶合比。

生物正交配合物联结活细胞与基底或其他细胞需要高稳定性和快速动力学来保持目标细胞的本质。在这项研究中，我们报道了水溶性环八二炔（WS-CODY）衍生物，其经历离子对增强的双击反应。由于近距离效应，WS-CODY的阳离子侧链加速了偶氮丙酰修饰的细胞表面的动力学。阳离子WS-CODY能够将偶氮修饰的、粘附性较差的人肺癌PC-9细胞与偶氮嫁接的玻璃基底以及其他细胞交联，时间仅需5-30分钟。我们发现细胞-基质交联诱导ITGA5基因表达，而细胞-细胞交联则根据粘附伴侣诱导CTNNA1基因表达。离子对增强型WS-CODY可应用于已建立偶氮修饰的各种细胞，预计将成为调节细胞-基质和细胞-细胞相互作用的强大工具。

奥利司他是一种FDA认可的治疗肥胖症的脂肪酸抑制剂，具有某些低且差异极大的抗癌能力。在先前的研究中，我们揭示了奥利司他和多巴胺在癌症治疗中的协同作用。在这里，设计合成了具有定义化学结构的奥利司他-多巴胺结合物（ODC）。ODC按设计经历了氧化聚合和自组装，形成了纳米颗粒（纳米-ODC）。部分结晶结构的纳米-ODC显示出良好的水分散性，形成了稳定的纳米-ODC悬液。由于儿茶酚基团的生物粘附特性，一旦给药，纳米-ODC很快就会积累在细胞表面，并被癌细胞高效吞噬。在细胞质中，纳米-ODC经历了双相溶解，然后通过自发水解释放完整的奥利司他和多巴胺。除了细胞内反应性氧化物种（ROS）升高外，共定位的多巴胺还通过单胺氧化酶（MAOs）催化的多巴胺氧化诱导线粒体功能障碍。奥利司他和多巴胺之间的强烈协同作用确定了良好的细胞毒性活性和独特的细胞裂解机制，解释了纳米-ODC对耐药和敏感癌细胞的区别活性。这种新技术启用的奥利司他再利用将有助于克服药物耐药和改善癌症化疗。

最近，许多放射性金属化肽已被批准用于多种癌症的临床成像和/或治疗（治疗学），然而，大多数肽面临的主要挑战是显著的肾脏摄取和保留，这通常是剂量限制因素，并可能导致肾毒性。为应对这一问题，已采用多种方法来减少肾脏对放射性金属化肽的摄取，其中之一就是添加链节来调节极性和/或电荷。为了更好地了解净电荷对放射性金属化肽生物分布的影响，我们选择了临床上流行的构造物DOTA-TATE（NETSPOT/LUTATHERA）作为模型系统。我们使用手动固相肽合成方法合成了衍生物，包括机械和超声波搅拌，成功制备了金标准的DOTA-TATE和一系列具有不同净电荷（+2、+1、0、-1、-2）的衍生物。对健康雌性小鼠（CD1）进行的0到90分钟的动态PET成像显示，净中性（0）电荷的[68Ga]Ga-DOTA-TATE在肾脏有高积累和保留，并且正电荷衍生物的积累更高，而负电荷衍生物则表现出低积累和快速肾排泄。注射后2小时的体外生物分布表明，[68Ga]Ga-DOTA-TATE（约74％ID / g）在肾脏中有显著积累，并随着每个分子的净正电荷增加到+1和+2而增加（约272％ID / g和约333％ID / g），但净负电荷分子则表现出较低的肾脏摄取（约15％ID / g和16％ID / g）。有趣的是，净-2电荷的[68Ga]Ga-DOTA-(Glu)2-PEG4-TATE在血清中稳定，但健康器官摄取（肺、肝、脾）却比净-1化合物高得多，表明该化合物在体内不稳定。虽然净电荷为0的[68Ga]Ga-DOTA-PEG4-TATE衍生物也显示出肾脏摄取减少，但在血清和体内也表现出不稳定性。尽管净电荷为-1的[68Ga]Ga-DOTA-Glu-PEG4-TATE在健康小鼠中相对于肾脏摄取和整体特性有卓越的药代动力学，但在携带AR42J（SSTR2过度表达）皮下肿瘤移植的雄性小鼠（NSG）的动态PET图像和体外生物分布中，肿瘤摄取明显降低，与金标准的[68Ga]Ga-DOTA-TATE相比。总之，这些发现明确表明，肽基放射性追踪剂的净电荷显著影响肾脏摄取和保留。此外，显示负电荷的肽显著降低肾脏摄取，但在此实例中肿瘤摄取也受到影响。

生物纳米颗粒，如蛋白质和细胞外囊泡，由于其生物相容性、高载荷效率和生物利用度，正在快速成为纳米药物输送剂。然而，大多数出现在临床前的候选者在进入临床试验时很少证实其潜力。其中，原因之一是合成过程的低控制和其潜在免疫反应性特征的有限表征。在这里，我们提出了一种联合方法，可以在生产、纯化、内毒素去除和药物装载过程中完全表征 H-铁蛋白纳米颗粒的免疫反应性。H-铁蛋白是一种非常有趣的纳米笼，由于其固有的癌症靶向性、令人满意的尺寸和高稳定性而受到评估，其是一种重组蛋白，因此，其免疫反应性应在临床前进行仔细评估，以实现进一步的临床转化。令人惊讶的是，这个方面常常被科学界低估。通过以内毒素含量为函数的促炎性细胞因子释放测量，我们发现即使从纳米笼中去除所有致热原污染物，仍然留下轻微的免疫反应性。当我们通过高度标准化的装载方法进一步纯化了 H-铁蛋白，通过负载阿霉素，促炎性细胞因子释放被消除。这证实了 H-铁蛋白纳米笼在癌症治疗的药物输送中的安全性。我们的方法表明，在评估纳米药物的安全性时，需要进行急性毒性和免疫反应性的联合分析，以确保新开发产品的安全性并揭示其真实的转化潜力。

我们报道了一种新的基于肽的刺球形结构，通过四苯基乙烯-二丝氨酸（TPE-SS）的两步自组装制备而成。在TPE-SS的第一阶段自组装中，通过水凝胶化生成纳米带，这些纳米带在硅晶片上进一步转换成呈现纳米尺度刺的刺球样微结构。水凝胶体中TPE基团的存在导致了汇聚诱导发光特性，在溶液和凝胶相中都表现出来。TPE-SS具有生理pH下β-折叠的TPE端基团水凝胶化剂中最低的分子量。这种新的设计策略似乎对于产生三维自组装微结构和多功能生物材料是有用的。我们发现TPE-SS对人骨髓基质干细胞和乳腺癌细胞是生物相容的，使它们具备在组织工程和生物医学研究中的潜在应用。