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癌症是全世界首要死因之一,传统的癌症治疗方式常常伴随着低特异性和全身毒性等缺点。因此,开发高特异性和低毒性的新型癌症治疗方法具有重要意义。 磁性氧化铁纳米粒子可以通过外加磁场控制进行诊断和靶向治疗,同时也可应用于成像指导的癌症治疗。更重要的是,磁性氧化铁纳米粒子能够在代谢过程中生物降解为具有无毒、生物相容性好、可溶解的微量元素铁。由于其良好的磁可控性、固有的成像能力和降解性,已被广泛应用于生物医学领域。尽管磁性氧化铁纳米粒子在癌症诊疗方面表现出巨大的潜力,但它的诊疗效果却容易受到外部环境、药物剂量等因素的影响,同时对癌细胞周围的正常组织也会造成损伤。肿瘤微环境响应型的体内原位自组装结合旋转磁场下的机械治疗可通过影像指导的治疗来提高治疗的准确度和特异性,最大程度的减小对正常组织带来的副作用,因此具有非常重要的意义。 近日,宋继彬教授课题组以脱镁叶绿酸盐A(PP)修饰的磁性氧化铁(IO)和DCNP为研究对象,采用乳液法将其组装成纳米球(IO/DCNP@PP NPs)。静脉注射IO/DCNP@PP NPs和MnO2@PEG后,纳米粒子被富集到病变部位,在恒定磁场的介导下,IO/DCNP@PP NPs沿着磁力线方向排列成链;利用肿瘤微环境中过表达的GSH和MnO2反应生成的Mn2+与PP的配位作用使链固定,该纳米链在旋转磁场的作用下转动产生机械力,从而破坏细胞器,进而实现多模态成像指导的癌症机械治疗。
这种新颖的癌症治疗策略具有多种特征。首先, 在恒定磁场作用下,它易形成细长的磁性纳米链。MnO2易被肿瘤微环境中过表达的GSH还原成Mn2+,启动纳米链的特异性固定。这种制备固定链的“物理和生化”联合策略具有开拓性。其次,所制备的纳米链可以借助NIR-II FL/MR成像对皮下瘤和原位瘤进行无创示踪,实现了诊疗一体化,该纳米诊疗系统表现出高度的特异性、远程可控性和理想的生物降解性。最后,在旋转磁场的作用下,肿瘤原位形成和固定化的磁链能够破坏细胞器和细胞骨架,导致细胞凋亡和坏死,进而实现癌症治疗。 总之,该诊疗系统具有双模态成像、磁驱动机械治疗等特点,是一种极具潜力的影像引导治疗工具。它为开发一种具有高特异性的新型肿瘤机械治疗提供概念验证,对未来的精准纳米医学具有深远的意义。 论文信息 Spatiotemporally Controlled Formation and Rotation of Magnetic Nanochain In Vivo for Precise Mechanotherapy of Tumor Dr. Qinrui Fu, Hongjuan Feng, Dr. Luntao Liu, Ziqiao Li, Jianjie Li, Jing Hu, Prof. Chengzhi Hu, Prof. Xiaohui Yan, Prof. Huanghao Yang, Prof. Jibin Song 文章的第一作者是付钦瑞博士,现为青岛大学特聘教授。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202213319
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