Advanced Healthcare Materials:基于铜-菁染料配位自组装的纳米级金属-有机粒子用于癌症治疗

癌症,当今威胁人类生命健康的三大疾病之一,其特征是癌细胞会无限制地增长,并侵入附近的组织、通过血液和淋巴系统扩散到身体的其他部位。目前,临床上治疗癌症的手段主要有手术治疗、放疗治疗和化学治疗。然而,这些手段治疗效率低下,缺乏对癌症组织的选择性或存在较大的毒副作用。光热疗法 (PTT) 因具有高时空分辨率、无创性和对健康组织的低损伤等独特的性质而受到越来越多的关注。PTT是一种典型的光子触发治疗方式,通过光热试剂在可见或近红外光激发下产生的局部高温杀死肿瘤细胞。然而,由于实体瘤内的热分散不均匀以及光照时激光强度随深度的增加逐渐降低。所以,仅使用单一治疗手段PTT仍难以彻底根除深部肿瘤并防止复发。因此,开发新的治疗策略来对抗这些缺陷并提高癌症治疗效率尤为重要。基于肿瘤微环境的化动力疗法(CDT)作为PTT的补充。通过CDT可有效去除PTT治疗后残留的肿瘤。此外,PTT通过提高温度可加速催化反应,进一步提高CDT的治疗效率。因此, PTT 与 CDT 联合治疗将是一种更有效的癌症治疗手段。在现有的PTT 与 CDT联合治疗策略中,纳米级金属-有机粒子 (NMOPs) 具有良好生物相容性和高效代谢,被认为是一种有前途的体内应用平台。

大连理工大学彭孝军课题组,樊江莉教授和孙文教授等基于铜-菁染料配位自组装构建了一例具有PTT/CDT联合治疗的NMOP (HA@Cy-Cu)。通过配位自组装模式,HA@Cy-Cu具有较好的光稳定性和优异的光热性能 (光热转换效率,43%)。纳米粒子中的Cu2+可被GSH还原为Cu+,进一步将H2O2转化为•OH,下调胞内GSH上调胞内氧化应激,发挥CDT效果。基于EPR效应和CD44受体介导的靶向作用,HA@Cy-Cu具有出色的肿瘤靶向能力。在活体治疗实验中,HA@Cy-Cu NPs 在荷瘤小鼠模型中表现出优异的治疗效果,表明PTT和CDT的结合大大提高了其抗肿瘤性能。血液学评估和经典的苏木精和伊红 (H&E) 染色实验证明HA@Cy-Cu具有良好的生物安全性。因此,HA@Cy-Cu作为一种有前景的抗癌治疗候选物,将PTT和CDT联合治疗策略扩展到了有机纳米系统中,有利于进一步的临床应用。

论文的第一作者为在读博士生李晓静。上述研究工作得到了国家重点研发计划(2018AAA0100301)、国家自然科学基金-辽宁联合基金 (U1908202)和国家自然科学基金项目 (21925802, 21878039, 21808028, 22022803, 22078046)的支持。

论文信息:

An Organic Nanotherapeutic Agent Self-Assembled from Cyanine and Cu (II) for Combined Photothermal and Chemodynamic Therapy

Xiaojing Li, Dongmei Xi, Mingwang Yang, Wen Sun*, Xiaojun Peng, Jiangli Fan*

Advanced Healthcare Materials

DOI: 10.1002/adhm.202101008

原文链接:https://doi.org/10.1002/adhm.202101008