DOI:10.1016/j.cej.2020.127073

载药纳米载体的使用面临着血液循环、组织渗透和细胞内化等一系列生理和病理障碍。在当前的研究中，为了解决化疗药物的运输障碍，研究者提出了一种纤维棒自动微型电机。通过并排静电纺丝法制备具有明显Janus结构的纤维棒，并将脲酶和叶酸偶联在Janus棒（JRs）的两侧，作为Janus微电机（JMs）的动力源和靶向配体。脲酶的接枝密度决定了JMs的运动速度和轨迹，在磷酸盐缓冲液和模拟肿瘤组织细胞外基质中均检测到较高的运动速度和较大的均方位移。尽管不干扰摄取途径，但自推进运动促进了叶酸介导JMs的细胞内化，并使肿瘤细胞的毒性和凋亡率最大化。JMs一侧的自推力增强了血管壁的侧向漂移和外渗，使它们在肿瘤组织中的积聚增加了约2倍，而阿霉素的积聚则增加了约2.6倍。JMs治疗显著抑制了肿瘤的生长，延长了动物的存活并强烈诱导了肿瘤坏死，而对正常组织没有造成明显的组织病理学和血液学异常。因此，本研究为克服血管外渗、肿瘤组织扩散和细胞捕获等障碍，有效地提高治疗功效并减轻化疗药物的副作用提供了可行的策略。

图1.（a）PLA和PSMA基JMs的SEM图像。插图显示放大的图像。（b）JRs和（c）JMs的CLSM图像。（d）在含JMs的pH7.4、pH6.5和pH5.5缓冲液（n=3）中，DOX的累积释放。（e）在37℃、pH7.4下，比较不同密度JMs与游离脲酶的脲酶活性（n=3）。

图2.（a）在含有5 mM尿素的PBS中，脲酶密度为0.08、0.16、0.24和0.32 nmol/cm2的PLA基JMs的追踪轨迹（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透明质酸和5 mM尿素的PBS中，具有不同脲酶密度的PLA基JMs的追踪轨迹（n=5）。（e）在含有3 mg/mL透明质酸和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）。

图3.（a）脲酶密度分别为0、0.08、0.16、0.24和0.32 nmol/cm2的PLA基JMs和Ure-JRs培养后，H22、RAW264.7和NIH-3T3细胞的吸收效率（n=5，*：p<0.05）。（b）H22细胞与JMs、Ure-JRs、Fa-JRs、JRs和游离DOX孵育后的CLSM图像，以及与DAPI染色细胞合并的图像。（c）在含有或不含5 mM尿素的情况下，在37℃或低温（4℃）且存在游离叶酸（Fa）、内吞作用抑制剂氯丙嗪（CP）、M-β-CD（CD）、制霉菌素（NA）、阿米洛利（AM）的情况下孵育JRs、Fa-JRs、Ure-JRs和JMs后，H22细胞的吸收效率（n=5）。（d）以相同的DOX剂量（n=5）与具有不同脲酶密度的游离DOX、JRs、Fa-JRs、Ure-JRs和JMs孵育后，H22细胞的活力。（e）与具有不同脲酶密度的JMs共孵育后，H22细胞的流式细胞仪分析。插入数字表示每个区域中存在的细胞百分比。

图4.（a）荷瘤小鼠静脉给药2、24和168小时后，PSMA基JRs、Fa-JRs、Ure-JRs和JMs在心脏、肝脏、脾脏、肺、肾、肿瘤和血液中的分布（n=3）。（b）静脉施用PLA基JRs、Fa-JRs、Ure-JRs和JMs以及游离DOX 2和24小时后，心脏、肝、脾、肺、肾、肿瘤和血液中的DOX分布（n=3）。（c）静脉施用PLA基JRs、Fa-JRs、Ure-JRs、JMs和游离DOX后的血浆DOX水平（n=5）。

图5.（a）以游离DOX和PBS处理作为对照，经JRs、Fa-JRs、Ure-JRs和JMs治疗H22荷瘤小鼠的肿瘤生长和（b）总体存活率（n=6）。（c）H＆E染色图像（“N”代表坏死区域，“T”代表肿瘤块），用生理盐水、游离DOX、Fa-JRs、Ure-JRs和JMs治疗21天后，肿瘤组织中（d）capase-3和（e）Ki-67的IHC染色图像。（f）经过21天不同治疗后，同一区域中capase-3和Ki-67阳性染色的细胞占总面积的百分比（n=3；*，与同一组其他治疗相比，p<0.05）。（g）不同治疗后第21天心脏的H＆E染色图像。箭头指示炎性细胞的存在。