A. 基于石墨烯的抗菌纳米材料

B. 内嵌金属富勒醇抗肿瘤 

胰腺癌是北美最致命的实体瘤，也是癌症相关死亡的第四大最常见原因。长期以来，抑制基质金属蛋白酶（MMP）被视为一种潜在的抗癌治疗方法，因为MMP在血管生成和细胞外基质（ECM）降解中都发挥着重要作用。这两个过程与肿瘤的存活和侵袭有关。然而，关于选择性抑制MMPs的能力和抑制作用发生机理的问题仍未得到解答。

在该项目中，我们使用体内，体外和计算机模拟方法研究了Gd @ C₈₂(OH)₂₂的抑制能力和潜在的分子机制。我们的裸鼠模型清楚地表明，Gd @ C₈₂(OH)₂₂有效阻断人胰腺癌异种移植物中的肿瘤生长。我们的体外试验表明，Gd @ C₈₂(OH)₂₂不仅抑制MMP的表达，而且降低其活性。同时，我们的分子动力学模拟揭示了Gd @ C₈₂(OH)₂₂-MMP-9相互作用背后的详细抑制动力学和分子机理。我们的发现为针对致命疾病（例如胰腺癌）的纳米药物从头设计提供了参考，并且还暗示了Gd @ C₈₂(OH)₂₂纳米粒子的药代动力学作用可能与传统的基于靶标的分子药物明显不同。

C. C₃N纳米点抗阿尔兹海默症

      在这项研究中，我们展示了 C₃N 纳米点在抑制阿尔茨海默病（AD）中 Aβ 肽聚集的有效性。C₃N 纳米点通过多种非共价相互作用与 Aβ 肽结合，显著减少纤维状淀粉样斑块的形成，恢复突触损失，并改善 AD 小鼠的行为缺陷。实验结果表明，C₃N 纳米点能够有效阻止 Aβ 肽的聚集，减轻神经毒性，且对主要器官无明显病理损伤，表现出良好的生物安全性。我们的研究不仅为 C₃N 纳米点在神经保护中的应用提供了实验证据和理论基础，还揭示了其与 Aβ 肽的具体结合机制。这一发现为开发更安全、更有效的 AD 治疗策略提供了新的思路，展示了纳米材料在生物医学领域中的巨大潜力。

代表论文：

• Y. Tu, M. Lv, P. Xiu, T. Huynh, M. Zhang, M. Castelli, Z. R. Liu, Q. Huang, C. H. Fan, H. P. Fang, and R. H. Zhou, 
  Destructive Extraction of Phospholipids from E. Coli Membrane by a Graphene Nanosheet, 
  Nature Nanotech. 8, 594-601, 2013
   

• S. G. Kang, G. Q. Zhou, P. Yang, Y. Liu, B. Y. Sun, T. Huynh, H. Meng, L. Zhao, G. M. Xing, C. Y. Chen, Y. L. Zhao, R. H. Zhou, 
  Molecular Mechanism of Pancreatic Tumor Metastases Inhibition by Metallofullerenol Gd@C₈₂(OH)₂₂: Implication for de novo Design of Nanomedicine,
  Proc. Natl. Acad. Sci., 109, 15431-15436, 2012 (featured article)
  
  Xiuhua Yin, Hong Zhou, Mengling Zhang, Juan Su, Xiao Wang, Sijie Li, Zaixing Yang, Zhenhui Kang, Ruhong Zhou, 
  C₃N nanodots inhibits Aβ peptides aggregation pathogenic path in Alzheimer’s disease, 
  Nat. Commun. 14, 5718, 2023