DOI:10.1016/j.cej.2020.127073
載藥納米載體的使用面臨著血液循環、組織滲透和細胞內化等一系列生理和病理障礙。在當前的研究中，為了解決化療藥物的運輸障礙，研究者提出了一種纖維棒自動微型電機。通過并排靜電紡絲法制備具有明顯Janus結構的纖維棒，并將脲酶和葉酸偶聯在Janus棒（JRs）的兩側，作為Janus微電機（JMs）的動力源和靶向配體。脲酶的接枝密度決定了JMs的運動速度和軌跡，在磷酸鹽緩沖液和模擬腫瘤組織細胞外基質中均檢測到較高的運動速度和較大的均方位移。盡管不干擾攝取途徑，但自推進運動促進了葉酸介導JMs的細胞內化，并使腫瘤細胞的毒性和凋亡率最大化。JMs一側的自推力增強了血管壁的側向漂移和外滲，使它們在腫瘤組織中的積聚增加了約2倍，而阿霉素的積聚則增加了約2.6倍。JMs治療顯著抑制了腫瘤的生長，延長了動物的存活并強烈誘導了腫瘤壞死，而對正常組織沒有造成明顯的組織病理學和血液學異常。因此，本研究為克服血管外滲、腫瘤組織擴散和細胞捕獲等障礙，有效地提高治療功效并減輕化療藥物的副作用提供了可行的策略。
圖1.（a）PLA和PSMA基JMs的SEM圖像。插圖顯示放大的圖像。（b）JRs和（c）JMs的CLSM圖像。（d）在含JMs的pH7.4、pH6.5和pH5.5緩沖液（n=3）中，DOX的累積釋放。（e）在37℃、pH7.4下，比較不同密度JMs與游離脲酶的脲酶活性（n=3）。
圖2.（a）在含有5 mM尿素的PBS中，脲酶密度為0.08、0.16、0.24和0.32 nmol/cm2的PLA基JMs的追蹤軌跡（n=5）。（b）在含有5 mM尿素的PBS中，具有不同脲酶密度的PLA基JRs和JMs的平均MSD和（c）速度（n=5）。（d）在含有3 mg/mL透明質酸和5 mM尿素的PBS中，具有不同脲酶密度的PLA基JMs的追蹤軌跡（n=5）。（e）在含有3 mg/mL透明質酸和5 mM尿素的PBS中，具有不同脲酶密度的PLA基JRs和JMs的平均MSD和（f）速度（n=5）。
圖3.（a）脲酶密度分別為0、0.08、0.16、0.24和0.32 nmol/cm2的PLA基JMs和Ure-JRs培養后，H22、RAW264.7和NIH-3T3細胞的吸收效率（n=5，*：p<0.05）。（b）H22細胞與JMs、Ure-JRs、Fa-JRs、JRs和游離DOX孵育后的CLSM圖像，以及與DAPI染色細胞合并的圖像。（c）在含有或不含5 mM尿素的情況下，在37℃或低溫（4℃）且存在游離葉酸（Fa）、內吞作用抑制劑氯丙嗪（CP）、M-β-CD（CD）、制霉菌素（NA）、阿米洛利（AM）的情況下孵育JRs、Fa-JRs、Ure-JRs和JMs后，H22細胞的吸收效率（n=5）。（d）以相同的DOX劑量（n=5）與具有不同脲酶密度的游離DOX、JRs、Fa-JRs、Ure-JRs和JMs孵育后，H22細胞的活力。（e）與具有不同脲酶密度的JMs共孵育后，H22細胞的流式細胞儀分析。插入數字表示每個區域中存在的細胞百分比。
圖4.（a）荷瘤小鼠靜脈給藥2、24和168小時后，PSMA基JRs、Fa-JRs、Ure-JRs和JMs在心臟、肝臟、脾臟、肺、腎、腫瘤和血液中的分布（n=3）。（b）靜脈施用PLA基JRs、Fa-JRs、Ure-JRs和JMs以及游離DOX 2和24小時后，心臟、肝、脾、肺、腎、腫瘤和血液中的DOX分布（n=3）。（c）靜脈施用PLA基JRs、Fa-JRs、Ure-JRs、JMs和游離DOX后的血漿DOX水平（n=5）。
圖5.（a）以游離DOX和PBS處理作為對照，經JRs、Fa-JRs、Ure-JRs和JMs治療H22荷瘤小鼠的腫瘤生長和（b）總體存活率（n=6）。（c）H＆E染色圖像（“N”代表壞死區域，“T”代表腫瘤塊），用生理鹽水、游離DOX、Fa-JRs、Ure-JRs和JMs治療21天后，腫瘤組織中（d）capase-3和（e）Ki-67的IHC染色圖像。（f）經過21天不同治療后，同一區域中capase-3和Ki-67陽性染色的細胞占總面積的百分比（n=3；*，與同一組其他治療相比，p<0.05）。（g）不同治療后第21天心臟的H＆E染色圖像。箭頭指示炎性細胞的存在。
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