增强的通透性和滞留（EPR）效应是实体瘤实现被动靶向的关键，但由于EPR效应的异质性，许多纳米药物未能取得较好的临床疗效。因此，了解EPR效应的机制对于克服纳米药物在临床转化中面临的障碍至关重要。为了解决这个问题，生物科学与医学工程学院张宇教授、武昊安副研究员团队和涂景教授团队学科交叉合作，结合“影像学”和“基因组学”的方法，通过基因通路富集分析，提高了对纳米粒子（NPs）进入肿瘤的关键影响因素的认识。
图1. 期刊论文
本工作使用聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）包覆的Fe3O4 NPs作为对比剂，通过磁共振成像技术（MRI）观察和定量分析NPs的单层和多层分布。更重要的是，利用多维度和多尺度分析充分挖掘这些MRI数据的空间特征，并对MRI数据进行精确分组，提高了MRI评估血管通透性的准确性。通过执行基因本体（Gene Ontology, GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG）富集分析，我们鉴定了影响血管通透性的多种基因，如Cldn1、Dlg2、Bves、Prkag3、Cldn10和Cldn8，这些基因与紧密连接有关，控制肿瘤血管的通透性（图2）。具体研究成果发表在ACS Nano上，题为：Magnetic resonance imaging-based radiogenomic analysis reveals genomic determinants for nanoparticle delivery into tumors（https://doi.org/10.1021/acsnano.4c09387）
图2. 影像转录组学用于评估EPR效应的示意图。