响应并持续调节肿瘤乏氧微环境的多模态纳米诊疗体系学术资讯

来源：X一MOL资讯

肿瘤乏氧微环境（TME）是实体肿瘤的重要特征之一，它与肿瘤的发生、发展、转移以及耐药等密切相关。改善肿瘤部位的乏氧状况、提高氧浓度且实现持久高效的供氧对肿瘤治疗十分重要。近年来，用于成像协同抗肿瘤治疗的多功能纳米载药体系在生物医学应用有着广泛的应用前景，但如何构建集癌症成像与治疗一体化且可响应肿瘤乏氧微环境实现高效持续产氧的纳米诊疗体系是一个亟待解决的问题。

近日，国家纳米科学中心杨延莲研究员、朱凌特聘研究员团队构建了能够响应肿瘤乏氧微环境且在肿瘤原位持续产氧的纳米药物递送体系。该体系以铂纳米颗粒修饰的金属-有机骨架（MOF）为内模板，并在其表面构建了具有光热作用的疏松多孔金纳米壳。表面蛋白-钆离子复合物的修饰及共载的吲哚菁绿分子使该纳米药物递送体系在肿瘤微环境下可作为过氧化氢驱动的氧合器，并实现协同的光动力（PDT）/光热（PTT）治疗以及荧光（FL）/多光谱光声断层扫描（MSOT）/X射线计算机断层扫描（CT）/磁共振（MR）四模态成像。实验结果显示该药物递送系统可持续催化肿瘤原位过氧化氢产生氧气，改善肿瘤原位乏氧状态，增强肿瘤光动力治疗效果，从而显著抑制小鼠肿瘤细胞增殖及转移。该工作还利用转录组测序技术在基因水平重点研究了光动力/光热治疗后可能带来的生物响应和相应的生物学功能变化（如凋亡有关基因的上调、增殖基因的下调、6个免疫相关的基因上调等），为研究肿瘤协同光疗作用的机制提供了更加全面的信息和参考。

图1. ICG-PtMGs@HGd纳米药物递送系统在肿瘤微环境下可作为过氧化氢驱动的氧合器，并实现协同的光动力（PDT）/光热（PTT）效应和荧光（FL）/多光谱光声断层扫描（MSOT）/X射线计算机断层扫描（CT）/磁共振（MR）四模态成像。

图2. ICG-PtMGs@HGd纳米药物递送系统具有显著的类生物酶催化活性，可在肿瘤原位促进内源性H2O2持续分解为O2，以改善肿瘤乏氧微环境并增强肿瘤光动力治疗作用。

图3. ICG-PtMGs@HGd纳米药物递送系统的光动力/光热系统治疗作用引起的肿瘤遗传谱和生物学功能改变。
相关研究成果发表于Advanced Science。文章第一作者为国家纳米科学中心博士研究生游青，通讯作者为朱凌特聘研究员和杨延莲研究员。该研究得到了国家重点研发计划、中科院战略先导计划、中科院青年创新促进会和国家自然科学基金等项目的支持。

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