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AI大模型助力智能化药物递送研发
以下为研究概况、技术框架、实验结果与结论： 1、研究概况 药物递送系统是指一系列将药物输送到体内特定部位以实现治疗效果的方法和技术，提高了治疗的精确性和效果并有效降低了副作用。 光响应药物递送是智能药物递送领域的一大重要分支，利用光触发方法有望实现对药物的精准递送。其中，以紫外光（UV）为代表的短波光，因其能量强、可有效触发给药机制的特点备受关注。 本研究为药物递送领域提出了新的大模型赋能的计算化学解决方案。 2、技术框架 图1. SMILES表达式为C=CC=NSN=C的分子则具有紫外光吸收特性，有可能用于药物递送。 表1. 该框架证明大语言模型在包括但不限于药物递送的更多新药研发领域有应用潜力，或将加速新药发现与药物设计的发展 论文链接： https://chemrxiv.org/engage/chemrxiv/article-details
53710编辑于 2024-03-18 - 来自专栏纳米药物前沿
张良方Nano Lett：细胞膜修饰的MOF改善酶类药物的递送
用于遗传性疾病或代谢疾病治疗的酶常常受药代动力学和稳定性欠佳的困扰，纳米药物递送系统有望改善酶疗法的性能。加州大学圣地亚哥分校张良方/Ronnie H. 膜上的表面受体还可以提供与封装的酶协同作用的其他功能，实现疾病的靶向药物递送。利用尿酸酶作为模型酶，作者证明了这种方法在多种动物疾病模型中的起效。 在此，细胞膜包被的纳米药物递送系统具有生物相容性并且可用于有效地保护包载的酶免受周围环境的影响；这种对酶有效负载的长期免疫应答的影响将需要在未来的研究中进行评估。 可以预见，该策略可以应用于广泛的酶有效递送，并且基于其独特的生物界面特性，可以采用不同的膜修饰产生协同作用。膜材料可以来自自体来源，从而有助于个性化疗法的制备。 MOF核的形状也可以改变，以增强纳米颗粒与细胞之间的相互作用，这对于靶向递送应用特别有益，具有改变酶疗法临床应用的潜力。
1.8K50发布于 2021-02-04 - 来自专栏DrugAI
ACS Nano | TuNa-AI：用于药物递送的可调控纳米颗粒混合内核设计平台
DRUGONE 人工智能有潜力重塑药物递送用纳米颗粒的开发，但现有策略通常只关注材料选择或组分比例的单一优化。 该研究展示了一种可推广的策略，将机器人实验、核方法机器学习与实验验证结合，加速药物递送用纳米颗粒配方优化。 近年来，人工智能在药物研发中展现出巨大潜力，已推动部分候选药物进入临床试验。 尽管早期药物发现因数据充足而成为研究重点，但药物递送与安全性优化仍存在巨大挑战，主要受限于数据匮乏与复杂的生理环境。 与通用机器学习模型相比，TuNa-AI 的定制化架构更适合纳米医学领域的挑战，能够在有限数据下实现可靠预测，并在药物递送场景中展现出广泛应用潜力。 未来，更多专门化的计算工具将加速并降低药物递送系统的研发风险，为临床转化与患者治疗提供更安全有效的解决方案。
24420编辑于 2026-01-06 - 来自专栏纳米药物前沿
Nat Commun：靶向CDK4 / 6和自噬途径的纳米载体有效治疗胰腺癌
协同作用归因于有效的肿瘤内PAL / HCQ蓄积，游离药物则表现出明显不同的循环和生物分布特征。与各种对照（包括游离药物混合物）相比，PAL / HCQ共递送纳米颗粒可最有效地抑制PDAC。 免疫组化结果显示，在小鼠体内重复尾静脉给药后，PAL / HCQ共递送纳米颗粒触发了抗凋亡途径。当与Bcl抑制剂组合使用时，共同递送纳米颗粒的性能会进一步提高，从而在体内产生持久的抗PDAC效应。 在皮下和原位PDAC模型中，PAL / HCQ按比例定量共递送产生了有效的抗癌作用，胜过包括游离药物混合物在内的一系列对照。值得注意的是，在重复给药后，可以激活Bcl抗凋亡途径。 有望鉴定出结构上和药理学上合适的药物组合，并设计出其他纳米载体，用于按比例共递送的CDK4 / 6抑制联合疗法。 如果需要多种药物治疗方案，例如PAL + HCQ + ABT-737，作者更趋向于开发二合一纳米递送系统，同时通过常规给药途径引入第三个药物。从制备过程和质量控制的角度来看，这更加可行。
65020发布于 2021-02-04 - 来自专栏纳米药物前沿
Small：生物可降解的微藻载体实现可视化乳腺癌肺转移的靶向递药
作者仅通过一个简单的步骤就可以将化疗药物阿霉素（DOX）负载到螺旋藻（SP）中，从而制备出DOX加载的SP（SP @ DOX），该药物具有超高的药物加载效率和PH响应药物缓释作用。 最后，未递送的载体可以通过肾脏清除而被生物降解而没有明显的毒性。此处描述的SP @ DOX提出了一种新颖的生物混合策略，用于靶向药物递送和有效治疗癌症转移。 然而，这种治疗方法的有效性受到药物递送效率差的限制，在这种情况下，许多现有的治疗药物无法到达转移性病变并无法充分发挥作用。 因此，迫切需要找到一种可行，实用和生物安全的策略靶向转移部位并有效地递送药物。在这种情况下，存在利用生物可降解的微藻递送系统进行癌症转移治疗的巨大机会。 微藻的最新研究进展已经证明了其在药物装载，靶向递送和荧光成像方面的巨大生物医学潜力。尽管取得了一些进步，但是其体内应用仍处于起步阶段。
78440发布于 2021-02-04 - 来自专栏智药邦
Adv Drug Deliver Rev｜AI和ML在药物递送中的应用：以传染病的治疗为例
）发表综述，整理和分析了AI在传染病药物递送方面的现状、挑战、解决方案和未来前景。 具体而言，我们将重点关注当前研究的成果和关键发现，以及人工智能在整个抗菌治疗过程中的药物传递应用，重点关注药物开发、治疗方案优化、药物递送系统和给药路径设计，以及药物递送的结果预测。 本文首先介绍了常用的AI及机器学习的概念和模型，再介绍AI在传染病治疗中的应用（药物研发、耐药性预测、药物剂量优化、药物组合选择、药物递送系统改进、给药途径设计、临床疗效预测），最后对AI辅助传染病治疗的药物递送进行讨论及展望 3.5 药物递送系统的提升 随着信息技术的进步，计算机辅助优化药物输送系统的稳步发展吸引了越来越多的兴趣。 目前已有研究表明，AI可以辅助传染病药物递送的整个治疗过程，包括药物开发、耐药预测、药物给药优化、药物组合选择、药物传递系统改进、给药路径设计、药物药代动力学特征和药物治疗结果预测。
2K40发布于 2021-11-26 - 来自专栏纳米药物前沿
甘勇Adv Sci：MT1-MMP激活的脂质体改善胰腺癌血液灌注和药物递送
中科院上海药物所甘勇研究员团队构建了载有阿霉素（DOX）的智能脂质体MC-T-DOX，该脂质体通过膜型1基质金属蛋白酶（MT1-MMP）可裂解的肽携带适当低密度的西仑吉肽（血管生成抑制药）， αvβ3整联蛋白特异性 因此，将肿瘤血管生成促进的调节与智能纳米药物输送相结合的策略代表了一种在广泛的低灌注肿瘤中改善药物输送和治疗功效的有前途的方法。 为了实现有效和特异性的血管促进以改善肿瘤药物的输送，本文构建了智能纳米囊泡MC-T-DOX。 由于改善了药物递送，MC-T-DOX显著抑制了胰腺癌小鼠模型中的肿瘤生长。MC-T-DOX也可应用于其他灌注不足的肿瘤，例如乳腺癌。 预计这些发现将在不久的将来激发针对低灌注肿瘤的新型纳米药物治疗策略的发展。
87430发布于 2021-02-04 - 来自专栏纳米药物前沿
Small：pH ROS双重响应纳米平台实现深层肿瘤穿透和自增强的药物释放
较差的肿瘤渗透和不完全的细胞内药物释放仍然是在临床中应用抗肿瘤纳米药物的挑战。 本文报道了一种纳米药物（RLPA-NPs），其可以实现延长的血液循环，深层的肿瘤渗透，癌细胞的主动靶向，内体/溶酶体逃逸以及细胞内选择性自扩增药物释放以有效地递送药物。 因此，RLPA-NP是一种有前途的纳米平台，可以克服多种生理和病理障碍，从而增强药物的递送。 本文设计并制备了用于癌症治疗的pH / ROS双响应药物递送系统。 体外和体内实验表明，RLPA-NPs可以主动靶向肿瘤部位，深入肿瘤组织，实现溶酶体逃逸，并在肿瘤细胞中自我放大药物释放，最终提高治疗效果。 该药物递送系统为有效的癌症治疗和潜在的临床转化提供了新的策略。
2.3K10发布于 2021-02-04 - 来自专栏纳米药物前沿
Peppas高会乐Sci Adv：基于酶敏感纳米平台的级联靶向双药递送联合化学免疫疗法
由于复杂的生物屏障，基于纳米颗粒的药物递送面临着不精确的靶向递送和药物生物利用度低的挑战。在此，美国德克萨斯大学奥斯汀分校Nicholas A. Peppas、四川大学高会乐设计了靶向级联，双重药物加载的核壳纳米颗粒（DLTPT），由靶向CD44的透明质酸修饰的阿霉素（HA-DOX）壳和靶向线粒体的三苯基膦衍生物的纳米颗粒核负载氯尼达明(LND) HA-DOX的降解进一步加速了DOX的释放，并暴露带正电荷的LTPT核心，以实现LND快速内体逃逸和线粒体靶向递送。 这种智能纳米平台克服了化学疗法的生物学障碍，包括延长血液循环时间、增强渗透和保留能力、增加细胞摄取以及靶向细胞器的递送和释放，从而将DOX和LND同步递送至特定的作用部位。 该策略对于开发先进的级联靶向纳米系统以实现有效的药物递送并增强免疫反应具有非常重要的价值。
1.2K10发布于 2021-03-11 - 来自专栏纳米药物前沿
Nano Lett：可作为药物共递送平台的海藻酸盐基两亲性嵌段共聚物
当前，交替主链结构对于自组装和药物递送的影响是研究的热点，但也仍受到合成这些多嵌段聚合物策略不足的限制。在此，波士顿大学Arturo J. 结果表明，这些颗粒可作为对亲疏水小分子进行共包封和实现药物时空释放的多功能平台，其在作为治疗药物的联合递送系统方面具有重要的应用潜力。 Yunpeng Feng. et al.
35030编辑于 2022-08-15 - 来自专栏纳米药物前沿
Rev.》长篇综述：基于功能化介孔二氧化硅的智能递送体系在多种疾病治疗中的应用
由于介孔二氧化硅(MSNs)具有比表面积大、形貌结构可调、表面易修饰及生物相容性良好等一系列优点，其已经被广泛报道用作药物递送体系(DDSs)，特别是具有刺激响应性质的功能化介孔二氧化硅纳米体系在疾病治疗和诊断方面表现出巨大的应用潜力 刺激响应性介孔二氧化硅递送体系是一类在特定外部刺激（如pH，氧化还原，光等）作用下功能基元可发生结构转变(如裂解、解离、异构化等)而触发所载药物按需可控释放的智能反馈型载体。 通过合理的形貌孔径调节和表面功能化修饰，这类递送体系能够高效转运各种形式的治疗药剂（比如小分子药物，基因，多肽和蛋白）抵达目标部位，因此这类递送体系有望用于治疗多种不同类型的疾病，包括癌症，细菌感染（感染性疾病 近二十年来，具有精巧结构和优异性能的介孔二氧化硅智能递送体系层出不穷，蓬勃发展，研究深度不断提高，为后续构建适合于临床应用的高效硅基纳米药物载体提供了借鉴与参考。 随后，作者概括了目前介孔二氧化硅基智能递送体系的常见构建策略（图1），包括引入分子/超分子门控开关，表面锚定小尺寸纳米材料，脂质/聚合物/生物大分子包覆，以及直接偶联药物分子（前药）。
88320编辑于 2022-08-15 - 来自专栏纳米药物前沿
【综述】江苏大学陶志敏、许文荣教授ADDR：细胞外囊泡作为纳米微米尺度的递送系统
细胞外囊泡 (EV) 作为纳米/微米尺寸的载体，在药物递送和生物成像中显示出巨大的前景。 目前已有大量的研究工作探索了EV的多方面独特性质，它们的物理化学特性、生物学特征和机械力学性质使它们成为独特的载体，在进行药物递送时具有特殊的药代动力学、循环代谢和生物分布模式。 本文首先分析了EV作为递送平台的利弊。其次，与工程纳米颗粒递送系统（例如生物相容性二嵌段共聚物）相比，提出了了工程化 EV（特别是外泌体）的合理设计方案。 最后，比较了针对EV不同的药物加载策略，为如何构建临床可用且高效的纳米/微载体以实现令人满意的医疗目标的提供参考。 图1 细胞外囊泡的生物起源与细胞摄取 图2 外泌体的结构，内容物，生物力学性质。 EV 在肿瘤药物递送过程中的生物体循环。(a) EVs 通过尾静脉注射到小鼠体内后，主要在肝脏、脾脏和肾脏中积累。CD47在其表面表达有助于抵抗巨噬细胞的吞噬作用。
71310编辑于 2022-08-15 - 来自专栏纳米药物前沿
刘阳康春生史林启Biomaterials：病毒样纳米颗粒递送系统增强基于CRISPR Cas9的癌症免疫治疗
南开大学刘阳研究员、史林启教授和天津医科大学康春生教授合作报道了一种病毒样纳米颗粒（VLN）作为多功能纳米平台，共同递送CRISPR / Cas9系统和小分子药物，以有效地治疗恶性肿瘤。 当到达肿瘤时，VLN响应还原性微环境而释放CRISPR / Cas9系统和小分子药物，从而导致多种癌症相关途径的协同调节。 VLN可以将sgRNA和小分子药物的组合共同递送到肿瘤部位，作为开发针对恶性肿瘤的先进联合疗法的通用平台显示出了巨大潜力。 本文证明了病毒样纳米颗粒是一种多功能纳米平台，可以共同递送CRISPR / Cas9系统和小分子药物，用于有效的恶性癌症治疗。 通过共同递送酪氨酸激酶抑制剂阿昔替尼和靶向PD-L1的sgRNA，VLN能够激活T细胞并减少TME中的Tregs，从而增强了对黑色素瘤的生长抑制作用。
89720发布于 2021-02-04 - 来自专栏纳米药物前沿
苏州大学殷黎晨AM：超支化聚（β-氨基酯）作为细胞溶质蛋白递送的通用平台
但是由于具有高分子量的亲水性蛋白质药物对细胞膜来说是不可渗透的，因此蛋白质疗法的临床可用性仅限于细胞外靶标。 细胞溶质的蛋白递送是基于蛋白质的生物技术和细胞内靶标治疗的先决条件。其关键过程在于将蛋白质药物有效包封到细胞可摄取的纳米系统中。 一个较为成熟的策略是使用纳米载体，如脂质体、聚合物囊泡、纳米胶囊，纳米乳液、介孔二氧化硅纳米粒子（MSNs）等将蛋白质药物装载在内水腔或孔道内。 骨架中的PBA通过N-B配位作用与蛋白质药物结合，并且额外使用PBA封端进一步增强了这种结合力。由于癌细胞可产生较多活性氧（ROS），如过氧化物、超氧化物、羟基自由基等。 实验表明，此策略可介导大量具有不同分子量和等电点的蛋白质或多肽向癌细胞的强力递送，包括酶、抗体、CRISPR-Cas9核糖核蛋白等，还能够在体内有效递送皂草素以引起显著的抗肿瘤功效。
71010编辑于 2022-08-15 - 来自专栏纳米药物前沿
AM封面：免疫治疗新突破-内源特异性TAMs靶向仿生纳米红细胞递送系统增强化疗免疫治疗
该研究设计合成了一种血红蛋白聚偶联自组装仿生纳米红细胞系统(V(Hb))用于运送化疗药物阿霉素(DOX)和氧气来重新编程肿瘤免疫微环境。 利用血红蛋白能够与内源性血浆结合珠蛋白（Hp）自发结合并通过CD163表面受体特异性靶向M2型巨噬细胞的特点，使该药物递送系统V(Hb)@DOX能够实现对M2型TAMs的内源特异性靶向杀伤，并且血红蛋白的携氧功能能够改善肿瘤的乏氧微环境 该研究提供了一种内源特异性靶向TAMs的仿生纳米红细胞递送系统，能够安全高效的靶向递送化疗药物与氧气，协同重塑TIME，在癌症TAMs靶向免疫治疗中的应用前景广阔。 亮点： 1.构建血红蛋白基仿生纳米红细胞的药物递送系统，利用血红蛋白代谢特性，实现内源性和特异性靶向M2型TAMs。 2.内源特异性靶向杀伤结合供氧协同降低肿瘤内TAMs含量，重塑TIME。 a)仿生纳米红细胞药物递送系统(V(Hb)@DOX)原理图设计。b)内源特异性TAMs靶向V(Hb)@DOX通过重编程TIME增强化疗免疫治疗的示意图。
71340编辑于 2022-08-15 - 来自专栏纳米药物前沿
上海大学王艳丽AFM：细胞器特异性锚定递送系统可联合化疗-光热治疗逆转肿瘤乏氧微环境
传统的靶向递送系统主要是通过病理组织递送而实现细胞膜靶向并在细胞质中释放药物。递送系统可以通过EPR效应首先到达肿瘤组织，并穿过生物屏障，聚集在一个特定的细胞器中。 然而，只有一小部分治疗药物可成功到达特异性细胞器靶点。因此，直接递送至亚细胞器是解决由于缺乏特异性而导致的高剂量要求和全身毒性的关键。 这些特点使药物的线粒体特异性递送成为提高疗效的可行策略。 在此，上海大学王艳丽教授设计了一种线粒体靶向纳米平台(CZACN)。 它由用于线粒体特异性递送的ZIF-90、用于逃避免疫系统和靶向同源细胞的癌细胞膜、用于化疗的顺铂(CDDP)、用于氧自给和光热治疗的金纳米酶组成。 CDDP是典型的铂基药物之一，与细胞核DNA相互作用形成Pt-DNA加合物，切断基因复制和转录，最终导致细胞凋亡和细胞死亡。它能激活NADPH氧化酶，产生O2•−，在癌细胞中产生H2O2。
58420编辑于 2022-08-15 - 来自专栏纳米药物前沿
上海大学王艳丽Small Methods：一种通过细胞核靶向和线粒体介导的凋亡途径治疗肿瘤的高效碳基药物递送系统
为了解决化疗药物在临床使用上出现的副作用大、水溶性差、生物利用度低、血液清除快和多药耐药性等问题，基于纳米载体的药物递送系统得到了广泛的发展，不仅提高了载药量和血液循环时间，而且降低了负载药物的潜在系统毒性 其中，CBNs具有生物相容性好、低毒、高水溶性、能与多种分子结合等优点，已被广泛应用于药物递送、癌症诊断和治疗等领域，被认为是一种优良的纳米载体。 据报道，负载DOX的CBNs可用于靶向肿瘤细胞核，但为了提高药物靶向率，通常需要修饰活性靶向配体，如抗体、叶酸和肽（RGD和核靶向肽）等，这些活性靶向配体在提高药物靶向性的同时也存在潜在的缺点，如抗体成本高 在此基础上，王艳丽教授用Pluronic F127包覆CBNs，并用其负载阿霉素（DOX）结合，成功制备了CBNs Pluronic F127-DOX（CPD）纳米药物递送系统。 并验证了CPD通过增加细胞内活性氧（ROS）水平和降低线粒体膜电位（MMP）来调节Caspase-3、p53和Bcl-2基因的表达水平，从而促进肿瘤细胞凋亡，发挥其抗肿瘤作用,是一种很有前途的抗肿瘤药物
96900编辑于 2022-08-15 - 来自专栏DrugOne
Trends Pharmacol Sci. | 计算策略的集成与联用推动抗菌肽智能研发
计算策略集成在AMP递送系统设计中的应用 MD模拟与分子对接联用 由于不依赖大规模实验数据集，且用以描述递送材料的力场参数和建模技术日趋成熟，MD模拟在辅助AMP递送系统设计方面有着独特的优势。 AI模型与MD模拟集成 AI在药物递送材料设计方面已取得显著的成就。随着研究的逐渐深入，研究人员提出一种“AI + MD”的新方案，用于药物递送系统设计。 值得注意的是，澳门大学的欧阳德方教授在该领域有着深厚的研究基础并取得显著成就，该团队率先开发了用于预测各种药物递送系统性质的计算工具，并将这些工具集成部署至FormulationAI平台，为药物递送系统设计提供智能 这些开创性的研究强调了多种计算技术集成策略如何为设计AMP递送材料开辟新途径，推动药物递送系统设计从基于经验的方法论转变为以数据主导的新范式。 总结与未来展望 计算策略的集成与联用已在AMP活性分子发现、优化和递送系统设计方面取得重要突破，这些集成策略成功提高了新型抗菌肽药物的开发效率。尽管已取得了令人满意的进展，但仍存在许多挑战。
33510编辑于 2024-11-23 - 来自专栏DrugOne
后ADC时代：DNA-药物偶联物能否接棒开启“计算医疗”新纪元？
+“超级放大器” 研究团队跳出了传统 ADC 的框架，将 DNA 纳米技术的可编程性、亲和体 / 适配体的精准靶向性，与杂交链式反应（HCR）的信号放大能力完美结合，打造了一套逻辑门控的 DNA - 药物偶联物递送系统 这个过程实现了惊人的信号放大：在细胞实验中，这套系统实现了最高 217 倍的扩增效率，相比输入的生物标志物，靶向递送的药物信号放大超 100 倍。 可编程多药联合递送，破解肿瘤耐药 这套系统的模块化设计，让药物递送拥有了无限可能。 研究人员在不同的 DNA 发夹上分别偶联了 MMAE 和 Dxd（德曲妥珠单抗的核心药物），成功实现了两种不同化疗药物的联合精准递送。 不止于药物递送，解锁免疫治疗新玩法 除了直接递送化疗药物，研究团队还解锁了这套系统的另一大潜力：通过 HCR 反应，在肿瘤细胞表面特异性招募抗体。
10210编辑于 2026-04-10 - 来自专栏纳米药物前沿
郑元义吴建荣AM：影像监控下C-臂磁调控系统驱动纳米集群引导药物递送增强溶栓治疗
然而，由于血流中断和血管再通延迟，溶栓药物的输送效率较低。磁性微/纳米具有无创、可远程控制等优点被广泛用于药物靶向运输。 现有用于靶向血栓治疗的磁性微/纳米药物受到纳米药物临床验证的复杂性和磁性驱动系统空间有限的限制。 近日，上海交通大学附属第六人民医院郑元义教授(通讯作者)和吴建荣博士(通讯作者)等一种基于传质传输理论的溶栓药物传递策略，并开发了一种具有激光定位和超声成像引导的开放空间C-臂磁调控系统用于体内评估。
66710编辑于 2022-08-15
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