持续调节肿瘤微环境的纳米平台用于增强光动力学治疗

近10年来,世界恶性肿瘤发病率和死亡率呈持续上升趋势。因此,发展新型的肿瘤诊断和治疗方法,大力提高恶性肿瘤的诊疗水平具有重大的意义。光动力学疗法(PDT)因其具有特定时空选择性和最小侵袭性而正在蓬勃兴起。然而,肿瘤显示出特殊的微环境:低氧(O2),高过氧化氢(H2O2)和过表达谷胱甘肽(GSH)。这些特征显着降低了基于活性氧(ROS)的癌症治疗效力,包括PDT。近年来,许多研究者已发展大量纳米材料来缓解肿瘤乏O2或消耗GSH。遗憾的是,这些临时策略限制了肿瘤缺氧和还原性的有效调控,不能持续地、同步地提高基于ROS的治疗效果。这就急需发展一种方法来持续可控的调节肿瘤微环境(TME),从而达到理想的治疗效果。

湖南大学化学院张晓兵课题组开发了一种新颖的具有循环催化性能的MnFe2O4 @ MOF的核 – 壳纳米结构。该纳米平台同时具有类过氧化氢酶和类谷胱甘肽过氧化物酶双酶的活性。最重要的是,它可以通过利用TME本身来调节TME,从而改善PDT疗效。一旦在肿瘤中内在化,MnFe2O4 @ MOF利用TME中的内源性H2O2通过芬顿反应来持续产O2克服肿瘤乏O2。同时,在H2O2协助下,纳米平台还能够持续消耗GSH,从而减少PDT过程中GSH对ROS的消耗,达到增强PDT抗肿瘤的治疗效果。这种策略也适用于其他基于ROS的疗法,例如放射疗法,化学疗法和化学动力疗法。此外,该纳米平台可同时进行MRI,以促进更精确的治疗。论文通讯作者为张晓兵,宋国胜,尹霞教授,第一作者是尹升燕博士。

研究者相信,这种整合治疗和成像于一体的多功能纳米平台,促进了未来临床应用中成像介导的精确癌症治疗的发展。相关论文在线发表在Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.201901417 )上。 

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