四川大學華西醫院生物治療國家重點實驗室錢志勇教授團隊于 2019 年 2 月在 Advanced Functional Materials(影響因子: 15.621)發表文章 “Perfluorocarbon-Loaded and Redox-Activatable Photosensitizing Agent with Oxygen Supply for Enhancement of Fluorescence/Photoacoustic Imaging Guided Tumor Photodynamic Therapy”(長按下方二維碼即可閱讀原文)。
光動力治療(photodynamic therapy,PDT)是一種很有潛力的微創腫瘤治療方法,已廣泛用于表皮癌、頭頸部鱗癌、食道癌和乳腺癌等抗腫瘤研究中。PDT的主要作用機制是光敏劑將吸收到的輻射能轉換給腫瘤周圍的氧氣,并產生細胞毒性的單線態氧(1O2)用以治療腫瘤。然而,大多光敏劑存在溶解性差、易聚集淬滅和腫瘤靶向性差等問題,特別是由于激發波長較短,光敏劑易在正常組織中激活生成 1O2產生非特異光毒性,導致它們的臨床應用受限。另外,實體瘤乏氧也是影響PDT療效的重要因素。腫瘤細胞代謝異常旺盛,過度增殖導致血管系統發育不完善,從而在絕大多數實體瘤內的含氧量都比正常組織要低很多。而氧氣是 PDT 起效的關鍵原料,這就導致了乏氧腫瘤在接受PDT時可能會產生療效抵抗作用。。。。。四川大學華西醫院生物治療國家重點實驗室錢志勇教授團隊于 2019 年 2 月在 Advanced Functional Materials(影響因子: 15.621)發表文章 “Perfluorocarbon-Loaded and Redox-Activatable Photosensitizing Agent with Oxygen Supply for Enhancement of Fluorescence/Photoacoustic Imaging Guided Tumor Photodynamic Therapy”(長按下方二維碼即可閱讀原文。
有鑒于此,針對PDT臨床應用的多重限制因素,錢志勇教授團隊構建了一種用于光動力治療乳腺癌的腫瘤靶向輸送氧氣、還原環境響應性激活的智能型納米化前藥遞送系統。我們利用化學偶聯法將光敏劑二氫卟吩e6(Ce6)通過二硫鍵偶聯到生物可降解高分子材料透明質酸(HA)的側鏈上,制備兩親性的還原響應激活的智能 PDT 前藥 HA-ss-Ce6(HSC),其可在水中發生自組裝形成球形納米粒。在此基礎上,通過超聲乳化分散法將具有高氧親和性的全氟己烷(PFH)小液滴包載入HSC內核,構建出一種腫瘤微環境響應性激活的自供氧光動力治療劑 PFH@HSC納米粒。
圖1 腫瘤微環境響應激活的自供氧光動力前藥PFH@HSC的構建及體內過程示意圖
該納米粒作為供氧的、腫瘤微環境響應性激活的光敏藥物遞送系統,可以改善光敏劑的溶解性、提高光敏劑的腫瘤靶向性、克服實體腫瘤乏氧導致的PDT療效抵抗等。另外,利用Ce6分子本身的熒光和光聲特性,該納米體系可以實現熒光/光聲成像介導的腫瘤光動力治療,達到診斷與治療的同步性。本研究工作期望為PDT等氧依賴性療法治療乏氧實體腫瘤提供新思路。
專家點評
楊志謀教授:腫瘤乏氧是目前腫瘤治療研究的一個重要攻克方向,其對化療、放療及光動力治療等氧氣依賴性療法的療效發揮影響顯著。另外,乏氧的腫瘤也會造成腫瘤微環境 HIF-1α 等表達水平上升,導致腫瘤微環境惡化而治療失效。在本文中,錢志勇教授團隊構建了一種“All-in-One”的多功能光動力治療納米體系,旨在解決光敏劑分子難溶、靶向性不佳、非特異性光毒性及腫瘤乏氧等系列問題。作者在構建納米體系時采用的“輔料”透明質酸、全氟化碳等生物相容性較好,具有潛在的臨床應用可能。該研究為其他需氧型療法的靶向納米藥物制劑的開發提供了新策略及新方法,對腫瘤靶向及微環境響應的多功能納米制劑的開發具有較好的指導意義和參考價值。
楊志謀,南開大學教授,國家杰出青年基金獲得者。男,1978年出生,本科畢業于南京大學高分子系,博士畢業于香港科技大學化學系,師從徐兵教授,隨后于斯坦福大學醫學院從事博士后工作,2009年3月加入南開大學生命科學學院任教授,博導。主要研究方向為多肽水凝膠的可控制備及生物醫療應用。在該研究領域發表SCI收錄論文100余篇,論文他人SCI引用次數>6000次。獲天津市自然科學一等獎(1/11),獲青年拔尖、優秀青年基金和新世紀優秀人才等項目資助。2018年入選國家杰青。
作者投稿心得
由于腫瘤的異常代謝,乏氧成為實體瘤的一種共性,這也是腫瘤具有難治性的一個重要原因。近年來,光動力治療腫瘤的研究較熱,然而目前阻礙其臨床應用的一些關鍵問題還沒有得到完美解決。作者經過文獻調研,基于過往的研究基礎,構建了一種可以兼顧解決光動力治療腫瘤時存在的多種問題的智能納米制劑。科學的試驗設計對論證前期假設來說是十分有必要的,也將直接決定了文章的說服力。另外,文章 Introduction 部分的撰寫也是非常值得重視的,一定需要把作者立題的邏輯思路講清晰,研究意義講透徹,這樣文章更容易得到編輯的認可和同行讀者的共鳴。
通信作者
錢志勇,博士,四川大學二級教授,四川大學華西醫院腫瘤生物研究室/生物治療國家重點實驗室教授、博士生導師,國家杰出青年基金獲得者、國家“萬人計劃”科技創新領軍人才,中國醫藥生物技術協會納米生物技術分會主任委員,擔任Materials Express、J Biomed Nanotechnol等學術期刊主編,擔任Chinese Chemical Letters、J Biological Engineering副主編。在納米生物材料的構建及其在腫瘤治療和組織修復中的應用進行了長期的研究,目前已經在Chem Soc Rev、Adv Funct Mater、Adv Sci、ACS Nano、Nano Lett、Biomaterials等學術期刊以通訊作者身份發表SCI論文100余篇,論文被SCI他引4000余次,H因子為50。
第一作者
胡丹蓉,博士,助理研究員。2018年畢業于四川大學生物治療國家重點實驗室藥劑學專業,導師為錢志勇教授。畢業后繼續從事博士后研究,興趣方向為腫瘤靶向及微環境響應的智能納米藥物遞送系統的構建與應用基礎研究。目前已在Adv Funct Mater、Theranostics、Int J Nanomed等期刊發表多篇論文。
團隊簡介
四川大學華西醫院生物治療國家重點實驗室錢志勇教授團隊
錢志勇教授2005年到生物治療國家重點實驗室建立了納米生物材料研究團隊。本課題組致力于生物醫藥工程與納米技術、材料學、醫學、藥學等多學科交叉領域的研究,構建新型納米生物材料,探討其在腫瘤治療中和組織修復中的應用基礎研究,以期望提高腫瘤治療效果及降低藥物毒副作用,促進受損組織的修復。團隊帶頭人錢志勇教授承擔了國家科技部、教育部、基金委等多個項目,獲得了國家杰出青年基金、優秀青年基金資助,入選國家萬人計劃科技創新領軍人才,為十一五863重點項目召集人,為“四川省青年科技創新團隊”帶頭人。
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本文編輯:汪文靜
本文排版:陳紅梅 張洪雪