近日，海南大學王艷麗教授團隊在材料領域國際權威期刊《ADVANCED MATERIALS》（影響因子30.849）上發(fā)表題為“Multifunctional PA/FL Dual-mode Imaging Gold-basedTheranostic Nanoformulation without External Laser Limitations”的研究論文。本研究工作由海南大學，上海大學，米尼奧大學及中科院上海應用物理研究所合作完成，海南大學為第一通訊單位。
分子成像是目前醫(yī)學影像領域先進技術之一，在各種技術中，融合光聲(PA)成像和熒光(FL)成像的高靈敏度和高成像深度的成像模式，可以獲得精確的診斷結果。金納米棒(Au NRs)在近紅外(NIR)區(qū)域(600-900 nm)具有強而寬的吸收帶和較高的光熱轉換效率，是眾所周知的PA成像和光熱治療造影劑。目前雖然設計合成了光熱轉換效率高的光敏劑，但仍不能克服外部激光光源的缺點，如高功率激光或反復激光照射可能導致不良風險、近紅外激光僅對照射區(qū)的淺表腫瘤有一定的治療效果、光熱治療引起的熱療難以控制等，本研究用碳基納米材料(CBNs)對Au NRs進行修飾，此CBNs具有PA和FL成像、無毒、生物相容性好等優(yōu)點，成功制備了CBNs修飾的多功能雙模態(tài)金基診療一體化納米制劑(mdGC)，實現(xiàn)了高性能熒光/光聲雙模態(tài)成像，腫瘤靶向率與Au NRs組相比，提高了5.48倍，并且在不受外部激光的限制下增加細胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生并誘導癌細胞凋亡，這為碳-金復合納米制劑的構建及其在癌癥診療一體化中的應用提供了新的思路。

圖1. CBNs修飾的多功能雙模態(tài)金基診療一體化納米制劑(mdGC)的腫瘤治療示意圖。

本文要點：

（1）Au NRs具有良好的PA成像性能，其可作為mdGC的PA增強劑，CBNs因其良好的FL和PA成像能力可作為mdGC的FL和PA增強劑，從而實現(xiàn)mdGC的熒光/光聲雙模態(tài)成像功能。

（2）mdGC粒徑均一，其比Au NRs表現(xiàn)出更強的光聲信號且光聲性能穩(wěn)定。Bio-TEM圖像顯示mdGC進入4T1細胞并到達線粒體。

（3）mdGC注射2 h后Au在腫瘤部位的積累為20.71% ID g-1，而Au NRs僅為3.78% ID g-1。在不需要外部激光源照射下，mdGC組的小鼠腫瘤生長抑制率高達80.44%。

（4）mdGC可提高細胞內(nèi)活性氧(ROS)水平，降低線粒體膜電位(MMP)，調(diào)節(jié)各種因子的表達(如凋亡相關基因p53, Caspase-3和Apaf-1)，增加Bax/Bcl-2的比例，顯著降低細胞增殖相關基因c-Myc和cyclin D1的表達。

總之，mdGC可以實現(xiàn)高性能熒光/光聲雙模態(tài)成像，并且在不受外部激光的限制下通過線粒體途徑增加細胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生進而誘導癌細胞凋亡。

圖2. a)mdGC的TEM圖像，比例尺，50 nm。b)720 nm激發(fā)波長下獲得的Au NRs和mdGC代表性PA圖像。Au NRs和mdGC在激光照射5 min(20 mJ cm-2, 40 Hz)前(c)和后(d)的紫外可見光譜。e) mdGC處理4T1細胞的Bio-TEM圖像。f) 不同治療組的小鼠相對腫瘤體積(n=5）。g) 不同治療組小鼠的體重變化。h) 不同治療組小鼠的腫瘤抑制率。i)不同時間點(0.5、2、6、12 h)腫瘤組織熒光成像;激發(fā)波長為405 nm。j) 不同時間點(0.5、2、6、12 h)腫瘤組織光聲成像；激發(fā)波長為720 nm。k) ?0.5、2、6和12 h, mdGC在不同器官中的生物分布。l) 不同處理后4T1細胞的凋亡情況。m) 不同處理4T1細胞后產(chǎn)生ROS的熒光圖像，比例尺: 20 μm。n) 通過CLSM觀察細胞線粒體膜電位的變化。o) 實時PCR定量分析腫瘤組織中Caspase-3、p53、Apaf-1、Bcl-2、Bax、c-Myc和Cyclin D1基因的表達水平。

本信息源自互聯(lián)網(wǎng)僅供學術交流 ，如有侵權請聯(lián)系我們立即刪除。