第一作者: ong>Yongmei Yang, Peisan Wang
通讯作者: 朱满洲, 沈玉华
通讯单位: 安徽大学
研究内容:
目前,虽然光疗和相关成像已被证明是有前途的癌症诊断和治疗策略,但光敏剂可以自由扩散到正常组织中,会对其产生副作用,而光动力治疗(PDT)的效率也会受到肿瘤缺氧微环境的限制。作者设计并制备了一种新的癌症纳米平台,包含金纳米团簇(NCs)@小叶草提取物(PMLE),对近红外(NIR)激光有响应性 肿瘤微环境(TME)通过易氧化还原和配位反应,在肿瘤内和表面原位构建Au NCs@PMLE/Ca2+水凝胶在808 nm激光照射下的进行局部抗肿瘤。Au NCs@PMLE纳米水凝胶通过提高肿瘤部位的温度和产生活性氧,在杀死癌细胞和减轻肿瘤缺氧方面表现出了显著的性能NIR照射下的生成物种(ROS)以及催化过氧化氢分解生成氧(O2)。利用PMLE中呈现的生物分子作为还原剂和配位剂,合成了具有超小尺寸的Au NCs,这也显示了光热(PT)成像和光热治疗(PTT)对肿瘤的突出能力。此外,在TME中通过天然PMLE和内在的Ca2+原位形成的Au NCs@PMLE/Ca2+水凝胶不仅可以提高纳米水凝胶的生物相容性和Au NCs的稳定性,同时也高度集中在肿瘤周围以提高治疗效率,抑制它们向正常组织迁移以减少副作用。
示意图1
要点一:
成功地构建了一种通过原位还原、配位和聚合物反应来整合Au NCs、PMLE和Ca2+的复合水凝胶用于肿瘤的诊断与治疗。Au NCs@PMLE复合纳米水凝胶不仅对NIR激光敏感,对肿瘤具有PT成像、PTT和协同PDT效应,而且对TME也有响应,缓解肿瘤缺氧微环境,改善PDT效应。
要点二:
此外,Au NCs@PMLE中的PMLE可以被TME中存在的Ca2+离子聚合,在肿瘤内和肿瘤表面原位形成Au NCs@PMLE/Ca2+水凝胶 防止Au NCs@PMLE迁移到正常组织,以减少毒副作用,在病变部位保持高浓度,以大大提高抗癌作用。
图1:(A) XPS测量光谱,Au NCs@PMLE (1mg/mL) 的(B) Au4f、(C)3N1s、(D)FT-IR和(E)UV-vis-NIR光谱,(F) 去离子水和PMLE的循环伏安曲线。
图2:(A) (A)PMLE/Ca2+水凝胶与不同体积比的PMLE与氯化钙溶液形成的水凝胶;(B) (B)PMLE/Ca2+和(C)Au NCs@PMLE/Ca2+水凝胶的扫描电镜图像;(D) Au NCs@PMLE/Ca2+水凝胶的透射电镜图像;(E) PMLE和Au NCs在不同介质下PMLE分散的Zeta电势。(F) 溶血照片和(G)在Au NCs@PMLE/Ca2+存在时的溶血百分比。
图3:(A)过氧化氢催化分解生成O2的数码照片;(B)不同样品辐照不同时间催化过氧化氢生成O2的变化;(C)时间依赖性的下降;(D) Au NCs@PMLE的ESR检测。(E)PBS、PMLE和Au NCs在PMLE分散体辐照10min时的温度变化曲线。
图4:不同条件下样品的体内抗肿瘤作用。
图5:小鼠不同时间间隔(0、2、4、6、8 min)的红外热图像。
参考文献
Y. Yang, P. wang, H. Cheng, Y. Cheng, Z. Zhao, Y. Xu, Y. Shen and M. Zhu, A Multi-responsive Au NCs@PMLE/Ca2+ Antitumor Hydrogel Formed in Situ interior/surface of Tumor for PT-imaging Guided Synergistic PTT/ enhanced PDT Effects, Nanoscale, 2022, DOI: 10.1039/D2NR00953F.