科技工作者之家
科技工作者之家APP是专注科技人才,知识分享与人才交流的服务平台。
科技工作者之家 2021-06-30
【引言】
与作为单体存在时相比,聚集诱导发光(AIE)活性荧光团在聚集时表现出显着增强的发射率。由于其高生物相容性、高光稳定性以及与高对比度成像策略的兼容性,AIE 发光原 (AIEgens) 是一种理想的生物成像工具。AIEgens 还通过光动力疗法 (PDT) 方法用于非侵入性癌症治疗,因为它们可以作为响应光产生活性氧 (ROS) 的来源。虽然以单体形式发射,但由于分子内运动和相关辐射衰减的限制,这些 AIEgen 在聚集时表现出强烈的照明。聚集后对非辐射 AIEgen 的有效抑制可以促进生物成像,还可以提高三重态激子的稳定性,从而推动稳健的 ROS 生成。迄今为止,已经开发了几种不同的方法来利用 AIEgens 进行靶向肿瘤 PDT。然而,使用 AIEgens 的肿瘤治疗仍然受到许多因素的限制。一方面,激光穿透深度有限,无法使用 PDT 治疗深部肿瘤并影响肝脏或结肠等组织。此外,肿瘤微环境内的缺氧会限制PDT的疗效,很少有研究证明PDT治疗缺氧肿瘤组织是成功的。因此,显然需要开发更多的基于 AIEgens 的肿瘤治疗平台。
【成果简介】
虽然很有前景,但基于聚集诱导发射 (AIE) 的光动力疗法 (PDT) 的功效受到多种因素的限制,包括激光穿透深度有限和瘤内缺氧。香港科技大学唐本忠&卡罗林斯卡学院Duo Yanhong开发了一种新的基于细菌的 AIEgen (TBP-2) 混合系统 (AE),能够通过介入方法促进原位结肠肿瘤的耐缺氧 PDT 治疗。对于这种方法,最初设计了一种介入装置,由光纤和内窥镜组成,可以清晰地显示腹腔内原位肿瘤的位置。然后有可能通过激光照射对这种缺氧肿瘤进行成功的 PDT 治疗,因为 TBP-2 能够通过这种缺氧微环境中的 I 型机制产生羟基自由基 (•OH)。此外,这种介入方法被证明可以显着损害原位结肠癌的生长并克服 PDT 缺陷。该成果以题为“Bright Bacterium for Hypoxia-Tolerant Photodynamic Therapy Against Orthotopic Colon Tumors by an Interventional Method”发表在Adv. Sci.上。
【图文导读】
图1.细菌的成像与治疗
A-B)大肠杆菌和 AE 的 TEM 图像
C)AE 的荧光图像,表明 TBP-2 成功加载到这些细菌中
D)大肠杆菌、AE 和 TBP-2 的吸收光谱
E)不同大肠杆菌群体中的 TBP-2 水平
F)TBP-2 介导的 •OH 生成,通过 ESR 使用/不使用白色激光激发
G)在 WL 激发下与指定配方相关的 1O2 生成引起的 ABDA 分解速率
H)在 WL 激发下由与指定配方相关的 •OH 生成引起的 TA 分解速率
I)不同光照条件下TBP-2对大肠杆菌的抑菌效果评价
图2.细胞的治疗
A)指定治疗后的 CT26 细胞荧光图像
B)在常氧或缺氧条件下进行指定处理后观察肿瘤细胞 DCFH-DA 荧光图像
C-D)在常氧或缺氧条件下,用不同 TBP-2 浓度的 PBS、L、AE 或 AE+L 处理的 CT26 肿瘤细胞的活力
图3.体内成像
A-B)在 AE 或 AP 注射后 24 小时,携带原位 CT26 肿瘤的小鼠体内收集的肿瘤组织和器官的离体图像和辐射效率
C)AE 与缺氧区域共定位的荧光可视化
D)图 3C 中标记的缺氧区域内沿红线的 PIMO 和 TBP-2 荧光分布曲线
图4.小鼠的体内治疗
A)开发由内窥镜和光纤组成的介入装置
B)携带原位 CT26 肿瘤的小鼠进行介入性 PDT 的图像
C)腹腔内原位肿瘤位置,如通过内窥镜观察
D)指定治疗组中切除的原位 CT26 肿瘤的图像
E-F)在携带原位 CT26 肿瘤的小鼠中进行指定治疗后的肿瘤体积和体重曲线
G)来自指定治疗组小鼠的代表性 TUNEL 和 Ki-67 染色肿瘤切片
【小结】
这个工作设计了一种新型的基于细菌的混合 AIEgen 系统,该系统能够通过介入方法促进原位结肠肿瘤的耐缺氧 PDT 治疗。这种针对缺氧的 AE 用于将 TBP-2 特异性递送到肿瘤内的缺氧区域,然后使用新型介入治疗系统进行激光照射介导的 PDT。通过这种方法,肿瘤内的 TBP-2 能够作为 PS 并因此在响应激光照射的缺氧条件下通过 I 型机制产生 •OH。这种方法足以抑制原位结肠肿瘤的生长并克服与 PDT 相关的许多限制。这也是第一项采用介入式 PDT 治疗深部肿瘤的研究,这个方法可以作为其他治疗方式的补充提供价值,为开发额外的混合 AIEgen 系统提供新的途径。未来,作者将继续设计更先进的基于 AIEgen 的系统,以更好地提高这些 AIEgen 的临床实用性。
原文链接:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5ODcyMzk0Mg==&mid=2651109841&idx=2&sn=17c541270a1c5bfae0699b3752f1b403
版权声明:除非特别注明,本站所载内容来源于互联网、微信公众号等公开渠道,不代表本站观点,仅供参考、交流、公益传播之目的。转载的稿件版权归原作者或机构所有,如有侵权,请联系删除。
电话:(010)86409582
邮箱:kejie@scimall.org.cn
肿瘤诊断 这个方法或比基因检测更“灵光”
爆发性缺氧
高能所等建立肿瘤诊疗新方法
发光纳米颗粒可以更快更精准地检测癌症
中国抗癌协会肿瘤护理专业委员会在津成立
中国抗癌协会肿瘤介入学专业委员会换届会议召开
“药”真相丨肿瘤的治疗方法只有化疗?
小小纳米球!即可破除肿瘤缺氧和内在抗氧化,助力光动力学疗法
初春雏鸡如何防缺氧?
中年人要担心的不只是油腻,45岁起就该开始结直肠癌筛查