治療肝癌的多功能納米載藥系統(tǒng)研究獲進展

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2018-02-08

銀納米材料協(xié)同光熱治療將是一種高效安全的腫瘤治療策略，但相關(guān)研究面臨難題和挑戰(zhàn)。

光熱治療是一種利用光敏劑吸收近紅外光，并將光能轉(zhuǎn)化為熱能，進而殺死腫瘤細胞的物理治療模式，具有簡易可控的治療模式和極高的生物安全性，是目前相關(guān)研究領(lǐng)域的熱點問題。其光敏劑包括金納米材料、硫化銅、碳點以及一些有機的近紅外光染料。其中，吲哚箐綠（ICG）由于其高的光熱轉(zhuǎn)化效率、低的細胞**以及出色的近紅外光成像效果，而具有極大的臨床轉(zhuǎn)化潛力。但ICG在體內(nèi)易被降解，并且在治療癌癥的過程中缺少對腫瘤組織的特異性。因此，它的臨床應(yīng)用受到限制。此外，光熱治療雖然是一種安全有效的腫瘤治療模式，但單一的光熱治療不足以完全地消滅腫瘤組織。光熱治療應(yīng)結(jié)合其他治療模式，通過多種治療模式的協(xié)同作用，提高對腫瘤組織的殺傷。近些年來，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了光熱治療的熱效應(yīng)可以促進銀納米材料釋放銀離子。而銀離子在細胞內(nèi)可以產(chǎn)生活性氧自由基，并通過線粒體凋亡途徑誘導(dǎo)細胞凋亡。因此，銀納米材料協(xié)同光熱治療將是一種高效安全的腫瘤治療策略。但相關(guān)研究面臨難題和挑戰(zhàn)，一是如何將光敏劑ICG和銀納米材料同時輸送到腫瘤組織以增加癌癥的治療效果，二是如何開發(fā)一種開關(guān)去調(diào)控銀離子的釋放與ICG的劑量以增加治療的安全性，三是如何提高其對腫瘤組織的靶向性并增強其在體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性。

近日，中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所檢驗室研究員董文飛課題組的王政等研究人員開發(fā)了一種葉酸多聚物修飾的Janus型銀介孔二氧化硅納米平臺，并用于肝癌的協(xié)同治療，有效解決了以上的3個難題。該納米平臺由銀納米球和介孔二氧化硅棒兩部分組成，并且兩部分在功能上互不干涉，可以極大地發(fā)揮銀納米球的離子釋放功能以及介孔二氧化硅的藥物運載工作。此外，Janus型銀介孔二氧化硅納米載體展現(xiàn)了極好的ICG運載能力，可以在近紅外的刺激下響應(yīng)性地持續(xù)釋放ICG并產(chǎn)生極好的熱效應(yīng)。熱效應(yīng)不僅可以用于抑制腫瘤組織的生長，還可以進一步促進了銀球釋放銀離子，從而提高該載藥系統(tǒng)對腫瘤細胞的殺傷作用。在該納米平臺中，葉酸多聚物修飾在納米載體表面，用于提高其生物穩(wěn)定性和對腫瘤組織的靶向性。

研究人員通過實驗，在細胞和動物水平上研究了該納米平臺對肝癌的治療效果并對其生物安全性進行了評價。實驗結(jié)果顯示，Janus型銀介孔二氧化硅納米載體具有均一的形貌和極好的穩(wěn)定性。載藥后的納米粒子不僅展現(xiàn)了高的藥物擔(dān)載能力，且呈現(xiàn)了近紅外光響應(yīng)性ICG釋放的特點。在細胞實驗中，Janus型銀介孔二氧化硅納米載藥系統(tǒng)對人肝癌細胞的抑制率明顯高于相同規(guī)格的介孔二氧化硅納米載藥系統(tǒng)，證明了銀離子在該體系中起到了補充光熱治療殺死效果的作用。在動物水平，該納米載藥系統(tǒng)展現(xiàn)了極好的對腫瘤的抑制效果。通過HE染色和檢測血清生化學(xué)指標，科研人員發(fā)現(xiàn)該納米載藥系統(tǒng)具有極高的生物安全性。據(jù)此，研究人員認為Janus銀介孔二氧化硅納米載藥系統(tǒng)是一種高效安全的抗腫瘤納米平臺。

相關(guān)研究成果發(fā)表在ACS appl. Mater. Interfaces.上。

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