纳米医学在疾病诊疗领域具有发展前景,但是纳米粒子材料具有安全问题(比如毒性、炎症),因此需要在免疫反应和器官负担之间进行权衡,并且深入理解有机体-纳米材料之间的相互作用。
有鉴于此,南开大学胡献刚教授等提出了解释因果系统优化的体系ICSO(interpretable causal system optimization),并且对精确预测和智能优化纳米粒子的上游、下游任务。
本文要点
(1)
ICSO体系能够筛选免疫反应和器官负担的关键因素(恢复时间、比表面积、纳米材料的尺寸)以及潜在的因果信息,表明了生物-纳米材料相互作用过程背后隐藏的关系。
(2)
ICSO能够对多种生物反应阈值(比表面积、直径、zeta电位)进行量化,ICSO能够对设计具有生物兼容并且对靶向器官输送纳米粒子。比如,优化表面积和形貌能够减少36.19 %的炎症,阳性肺部聚集提高40.14 %。ICSO能够克服对经验的依赖,在设计纳米材料的过程中提供解决方案。
参考文献
Xu Dong, Xiangang Hu*, Fubo Yu, Peng Deng, and Yuying Jia, Interpretable Causal System Optimization Framework for the Advancement of Biological Effect Prediction and Redesign of Nanoparticles, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c07700
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c07700