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MBL实验室在分子成像和癌症靶向治疗领域取得突破性进展(图文)

    

       近期,我分子科学与生物医学实验室(MBL)张晓兵教授团队在分子成像和癌症靶向治疗领域的相关研究取得一系列突破性进展,研究成果分别发表在J. Am. Chem. Soc.(2019, DOI: 10.1021/jacs.9b05901)、J. Am. Chem. Soc. (2019, 141, 4282)、Angew. Chem. Int. Ed.(2019, 10.1002/anie.201906758)、ACS Nano(2019,13, 6702)、Adv. Funct. Mater. (2019, 29, 1901417)等一系列国际权威化学和材料期刊上。

光声(PA)成像作为一种非侵入性成像技术,是组织或造影剂通过脉冲激光照射产生的热膨胀引起的声学信号。与传统的荧光或生物发光成像技术相比,PA成像能够显著改善体内成像深度和空间分辨率。张晓兵教授研究团队基于肿瘤微环境中较高水平的NO和低pH值的特性,设计合成了一种双激活纳米探针,在NO和酸共激活下,该纳米探针的光声、光热性能开启,通过输出比例光声、光热信号,用于高特异性的肿瘤成像和肿瘤光热治疗。该双因素激活策略,有望提高肿瘤成像和治疗的特异性和精准度,从而降低癌症治疗的严重毒副作用。该成果以题为“Nitric Oxide-Activated “Dual-Key-One-Lock” Nanoprobe for In Vivo Molecular Imaging and High-Specificity Cancer Therapy”发表在J. Am. Chem. Soc.上。

 

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1. 纳米探针分子的合成、结构与应用

 

肿瘤缺氧的微环境与肿瘤的发生发展、预后和转移,以及治疗的效果密切相关。缺氧加剧了肿瘤细胞基因的不稳定性并激活一些肿瘤生存因子,造成肿瘤对化疗和放疗的耐受,促进了肿瘤的转移。张晓兵教授研究团队采用二维 Pd@Au 双金属核-壳纳米结构用于持续内源性 H2O2 产生O2;同时,通过近红外II 区激光照射引发的表面等离子体共振效应增强 Pd@Au 的催化活性增加 O2的产生,以克服肿瘤缺氧诱导的放射治疗耐受性,并实现多模态精准成像和光热/放射联合治疗。相关研究成果以“NIR-II Driven Plasmon-Enhanced Catalysis for Timely Supply of Oxygen to Overcome Hypoxia Induced Radiotherapy Tolerance”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed.上。

 

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2. NIR增强等离子体催化供氧,用于克服缺氧肿瘤放射治疗

 

团队利用嵌入人工碱基的策略开发了一种尺寸可控的、肿瘤微环境激活的DNA纳米花用于肿瘤的靶向给药,该工作以Engineering of Bioinspired, Size-Controllable, Self-Degradable Cancer-Targeting DNA Nanoflowers via the Incorporation of an Artificial Sandwich Base”为题发表在J. Am. Chem. Soc.上。

团队制备了MnFe2O4@MOFs材料,并利用其循环催化功能实现了持续调控肿瘤微环境,用于增强肿瘤光动力学治疗的效果,相关研究成果以“Persistent Regulation of Tumor Microenvironment via Circulating Catalysis of MnFe2O4@Metal–Organic Frameworks for Enhanced Photodynamic Therapy”为题发表在Adv. Funct. Mater.上。

团队还与韩国延世大学Ki Taek Nam团队、梨花女子大学Juyoung Yoon团队合作开发了一种对两种蛋白级联响应的可激活光敏剂(aPSs),用于增强肿瘤光动力学治疗的特异性(PDT)。相关研究成果以“Sequential Protein-Responsive Nanophotosensitizer Complex for Enhancing Tumor-Specific Therapy”为题发表在ACS Nano上。

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