线粒体在细胞生长和存活中发挥着重要的作用，参与许多信号转导过程，并为真核细胞提供动力和能量。另一方面，线粒体功能障碍与疾病密切相关，诸如神经退行性疾病和心血管疾病等。近年来，由于亚细胞器靶向的药物递送在疾病治疗方面所具备的优势，使其受到了科学家的广泛关注。首先，将药物主动靶向递送到亚细胞器，可以防止药物对其他亚细胞器的潜在脱靶毒副作用；其次，某些药物所作用的部位仅是线粒体等亚细胞器，因此药物靶向递送至亚细胞器可以增加其生物利用度，允许低剂量药物的施用并使得治疗指数最大化。目前，已经有越来越多的纳米生物技术应用于亚细胞器药物的递送，推动着这一领域的快速发展。近几年来，新加坡国立大学Yao Shao Q.教授（点击查看介绍）与南京工业大学先进材料研究院李林教授（点击查看介绍）在智能刺激响应型纳米材料递送蛋白质药物（Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 12481-12485）及线粒体靶向递送蛋白质（Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 7657-7661）等方面取得了一系列原创性研究成果，受到了国内外同行的广泛关注。近期应邀在Angew. Chem. Int. Ed.上合作撰写了题为“Smart Design of Nanomaterials for Mitochondria-Targeted Nanotherapeutics”的综述论文。该文章根据生物体内的复杂微环境以及目前纳米材料载体的发展情况，系统总结了设计智能多功能纳米制剂用于线粒体靶向治疗的应用进展。

该论文首先介绍了线粒体的结构、功能以及相关的疾病。然后对不同结构的线粒体靶向剂（如小分子化合物、多肽类物质和过渡金属配合物等）的发展历史和应用进行了简短的描述。

紧接着，文章针对目前纳米制剂靶向线粒体所面临的技术难题，根据体内的复杂微环境以及纳米材料本身所具备的独特物化性质，总结了一系列智能多功能纳米粒子用于线粒体靶向治疗的设计和应用。文中解读了如何利用电荷转换和层层靶向的策略制备多功能纳米粒子，克服众多生理屏障而到达线粒体。以及如何构建自组装纳米粒子或者原位药物合成的方法，克服较低药物装载率和药物过早释放的问题。随后，作者重点讨论了线粒体靶向治疗的类型，如利用光动力疗法、光热疗法、上转换光动力疗法、自供氧/ROS/RNS疗法、声波疗法和联合治疗等，这些方法可以通过作用于线粒体部位进行肿瘤治疗，又或是通过清除线粒体内部的ROS治疗神经退行性疾病。此外，针对目前蛋白药物/抗体线粒体递送这方面的研究热点，作者们也根据课题组的研究成果做了相应的解析。

作者在文末指出，面对日益增速发展的线粒体医学和未来临床应用，仍然存在着许多问题需要解决。首先，目前大多数的线粒体治疗策略集中在通过增加ROS或者递送肿瘤药物至线粒体进行肿瘤治疗，而针对线粒体相关的神经退行性疾病（帕金森疾病和阿尔兹海默症）的治疗方法还相对较少；其次，目前大多数研究者利用三苯基膦TPP作为配体和纳米粒子耦联进行线粒体靶向，这种方法有一定的局限性，需要开发更多新的低毒副作用的线粒体靶向基团应对未来多样化的线粒体递送需求。而将蛋白药物和抗体递送到线粒体方面虽然已经取得了初步的成果，但是在递送效率和可控释放方面还有待进一步优化。这些问题的解决，依赖于未来我们设计出更精妙和智能的亚细胞器多功能化纳米系统，提高治疗效率并加速线粒体医学的临床转化。

这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的第一作者是新加坡国立大学的Liew SiSi和南京工业大学先进材料研究院的博士后秦晓飞博士（共同通讯）。

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Smart Design of Nanomaterials for Mitochondria-Targeted Nanotherapeutics

Si Si Liew, Xiaofei Qin*, Jia Zhou, Lin Li*, Wei Huang, Shao Q. Yao*

Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.201915826

李林教授简介

李林教授课题组聚焦“线粒体光学检测与调控”的生物医学光子学研究，研究内容涵盖光子学/有机化学/生物医学工程，专注线粒体特异性的病理学生物体系显影新方法在早期诊疗和转化新药开发中的应用。研究成果在分子和活体层面上分别揭示了小分子荧光探针在检测和调控蛋白质活性中的作用，同时在基因水平上阐述了该类光功能小分子生物功能调节剂在疾病诊断、信号转导和药物开发等生物医学领域巨大的应用前景。迄今为止，已经在Nature Communications, Accounts of Chemical Research, Journal of the American Chemical Society, Angewandte Chemie International Edition, Advanced materials等期刊上以第一/通讯作者身份累计发表SCI收录论文80余篇，申请/授权专利40/6项，参与编撰专著《分子影像与精准诊断》一本；主持国家/省部级科研项目7项，参与企业委托项目一项。先后当选中国青年化学家-元素周期表Mc元素代言人，“中国生物医学工程学会生物医学光子学分会”青年委员，“中国环境诱变剂学会活性氧生物学效应专业委员会”青年委员，《材料导报》编委，《Chinese Chemical Letters》青年编委，《中国临床药理学与治疗学》青年编委，新加坡神经医学研究院（NNI）客座研究员等。

https://www.x-mol.com/university/faculty/27721