Advanced Functional Materials:NIR/ROS响应型黑磷量子点囊泡用于特异性癌症光动力免疫治疗

黑磷(Black phosphorus,BP)作为新兴的,层状半导体材料,以其优越的性能吸引了众多研究者的青睐,掀起了继石墨烯后的又一个新的研究热潮。近年来,二维黑磷纳米片(BP nanosheet,BP NS)以及黑磷量子点(BP quantum dot,BP QD)被广泛应用于生物医学成像与癌症治疗研究中。然而,经研究发现,低维尺度的BP QD很容易被机体组织快速清除,且基于BP QD的单一的治疗策略难以有效地解决肿瘤的恶性增殖问题。

福州大学化学学院“食品安全与生物分析教育部重点实验室”宋继彬教授和杨黄浩教授课题组对表面修饰两种不同功能高分子聚合物(亲水性的聚乙二醇和活性氧敏感的聚丙硫醚)的黑磷量子点进行自组装,制备出了具有对近红外光吸收增强且可高效负载抗癌免疫佐剂CpG 寡聚核苷酸的纳米囊泡,应用于癌症的光动力以及免疫学联合治疗。首先,经尾静脉进入小鼠体内的BP QD囊泡可以通过EPR效应在肿瘤部位富集并产生较强的可用于肿瘤实时监测的光声信号。再者,在近红外光的照射下,BP QD产生大量的活性氧可以有效地诱导肿瘤细胞死亡,从而引发原位的免疫源性细胞死亡(Immunogenic cell death,ICD);另一方面,囊泡表面的活性氧敏感型聚合物聚丙硫醚被降解从而引发BP QD囊泡的解组装,释放出游离的BP QD和增强小鼠抗癌免疫治疗的佐剂CpG。游离的BP QD通过对肿瘤的穿透作用产生更有深度的肿瘤光声信号,而原位释放的CpG可被抗原递呈细胞(antigen presenting cells,APCs)吞噬,提升APCs的成熟程度与抗原呈递能力,继而引发机体的强烈的抗癌免疫应答。最终实现对肿瘤的光动力以及免疫学联合治疗。

该研究为黑磷在生物医学的应用提供了一个新的思路,利用功能化高分子聚合物引导黑磷量子点自组装的策略来构建多功能刺激响应型纳米平台,并应用于癌症的诊断与治疗研究中。上述工作以“NIR/ROS-Responsive Black Phosphorus QD Vesicles as Immunoadjuvant Carrier for Specific Cancer Photodynamic Immunotherapy”为题,在线发表在Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.201905758)上。第一作者是福州大学化学学院博士生李智,通讯作者为福州大学化学学院宋继彬教授和杨黄浩教授。