近日,华南理工大8297至尊品牌游戏官方网站物科学与工程8297至尊品牌游戏官方网站朱伟教授联合深圳人民医院刘凯胜和广州医科大学杨斌副教授在国际著名期刊ACS Nano(IF=18.027)杂志上在线发表题目为“Dual-Stage Irradiation of Size-Switchable Albumin Nanocluster for Cascaded Tumor Enhanced Penetration and Photothermal Therapy”的研究论文。华南理工大8297至尊品牌游戏官方网站物科学与工程8297至尊品牌游戏官方网站硕士研究生何佩莹和博士后雷琪为共同第一作者,华南理工大学为第一单位。
论文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.2c02965
图1. 光响应的尺寸可变白蛋白纳米团簇用于级联增强肿瘤穿透和光热治疗
三阴性乳腺癌因雌激素受体、孕激素受体和人表皮生长因子受体2的表达为阴性而得名,占乳腺癌的15-20%,死亡率高达90%,目前治疗方式以化疗为主。为了降低全身化疗的毒副作用,美国食品药品监督管理局已批准Caelyx?、Lipo-DOX?和Abraxane?纳米药物用于三阴性乳腺癌的治疗。然而,三阴性乳腺癌的发展进程过快,形成包括肿瘤处血管紊乱、组织间隙液压高和细胞外基质致密在内的特殊肿瘤微环境,阻碍了药物的瘤内渗透;此外,三阴性乳腺癌在适应恶劣的肿瘤微环境时分化程度低,导致其具有耐药性,使化疗效果大大降低甚至失效。由于瘤内渗透性差和获得性的耐药性,迄今开发的纳米药物未能完全根除三阴性乳腺癌,容易导致远处转移和复发,癌症病人的5年生存率低。因此,为了提升纳米药物的治疗效果和肿瘤处穿透能力,提高病人的生存率,开发一种既能实现肿瘤处有效穿透又能高效清除肿瘤细胞的纳米药物至关重要。
此研究结合尺寸控制与配体修饰策略,基于生物安全性高的人血清白蛋白分子、吲哚菁绿、肿瘤归巢肽、热敏键等基元构建了一个光热响应型尺寸可变纳米团簇用于级联肿瘤深层穿透和光热治疗。在该研究中,光热治疗剂吲哚菁绿负载在人血清白蛋白中,通过热敏键将其交联,最后用肿瘤归巢/穿透肽进一步修饰得到光热响应尺寸可变的ICG@HSA-Azo-HP纳米团簇。ICG@HSA-Azo-HP纳米团簇很好地平衡了体内良好循环和瘤内小分子扩散及穿透的需求,保持着优良的光热效应。在实体瘤的高通透性和滞留效应和肿瘤归巢/穿透肽的帮助下,150 nm左右的纳米团簇选择性地聚集在肿瘤部位,通过第一次温和短时的808 nm近红外光光照,纳米团簇分解为小尺寸的纳米白蛋白组分(大约11 nm),可有效在肿瘤组织扩散。随后,在第二次强劲长时的808 nm近红外光光照下,对整个肿瘤组织实施高效的光热治疗。经验证,该纳米团簇在体内治疗实验中能够抑制肿瘤快速生长,降低肿瘤转移与复发的风险,延长荷瘤小鼠的生存时间。此研究所设计的ICG@HSA-Azo-HP纳米团簇具有生物相容性高、肿瘤穿透性能好等特点,结合了尺寸可变和配体修饰的协同穿透策略以及临床上可行的近红外光光照,为三阴性乳腺癌深层穿透治疗提供了新的解决思路。
该研究得到了国家自然科学基金(52003086, 51903062, 21972047)及中国博士后科学基金(2020M672625, 2021T140213)等项目的支持。