汪貽廣團隊發(fā)展智能近紅外自發(fā)光納米策略實現(xiàn)腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移的判定
yle="margin-top: 4px; text-indent: 28px; line-height: 24px; text-align: justify;">近日，學術(shù)期刊《Angewandte Chemie International Edition》在線發(fā)表了北京大學藥學院天然藥物及仿生藥物國家重點實驗室汪貽廣研究團隊的最新研究成果“pH-amplified CRET nanoparticles for in vivo imaging of tumor metastatic lymph nodes”（智能近紅外自發(fā)光納米粒用于腫瘤轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的檢測）的研究工作。
前哨淋巴結(jié)（Sentinel Lymph Nodes）往往是腫瘤轉(zhuǎn)移的第一站，如果能夠在腫瘤全身轉(zhuǎn)移之前，就準確地判定腫瘤的淋巴轉(zhuǎn)移情況，將對臨床開展腫瘤的分級及對癥治療意義重大！然而，目前臨床中仍采用放射性核素造影、術(shù)中活檢的方式確定淋巴轉(zhuǎn)移情況，這種耗時的輻射策略將對患者造成一定的影響。此外，通過抗體-探針偶聯(lián)物特異性檢測淋巴結(jié)中的腫瘤細胞正在臨床實驗階段，但是由于腫瘤細胞表面標志物在各種腫瘤類型中表達的巨大差異，導(dǎo)致其不具有廣譜適用性。因此，如何開發(fā)具有腫瘤廣譜適用性、高靈敏的、非侵襲的成像策略用以判定腫瘤的淋巴轉(zhuǎn)移情況是值得研究的科學問題。
汪貽廣研究團隊基于pH超敏感納米遞送技術(shù)平臺，構(gòu)建了一類智能近紅外自發(fā)光納米粒，該項技術(shù)整合了精準細胞器靶向、自發(fā)光技術(shù)、化學發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移原理、pH信號放大策略，實現(xiàn)了高靈敏和高特異性的腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移的檢測和判定。該納米粒由自發(fā)光分子、近紅外探針、pH超敏感聚合物三個模塊組成，其中自發(fā)光分子luminol為髓過氧化物酶（MPO）的報告分子，能夠高效地檢測MPO的活性，發(fā)出藍色自發(fā)光信號；近紅外探針PPa通過化學發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移（CRET）機理，將藍色信號轉(zhuǎn)變成近紅外信號，提高信號的體內(nèi)穿透深度；pH超敏感聚合物PEG-PR具有良好的pH響應(yīng)性，能夠調(diào)節(jié)自發(fā)光信號的打開與關(guān)閉，放大近紅外熒光信號。在中、堿性條件下，膠束為完整狀態(tài)，此時自發(fā)光信號由于聚集誘導(dǎo)淬滅（ACQ）而被抑制；在酸性條件下，膠束隨著疏水相互作用的消失而解散，自發(fā)光信號得以恢復(fù)，從而實現(xiàn)自發(fā)光信號的開關(guān)效應(yīng)。一旦腫瘤發(fā)生轉(zhuǎn)移，便會造成其前哨淋巴結(jié)的炎癥化，巨噬細胞等免疫細胞隨之激活，MPO等炎癥相關(guān)酶的表達量顯著上調(diào)。此時給予納米探針，即可報告MPO分子的高表達，發(fā)出強烈的近紅外自發(fā)光信號，從而指示腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移的發(fā)生。
研究結(jié)果顯示：PCN制劑具有良好的pH響應(yīng)性與自發(fā)光性質(zhì)，能夠高靈敏地檢測活化的巨噬細胞內(nèi)高表達的MPO活性。體內(nèi)實驗中，研究發(fā)現(xiàn)PCN納米探針能夠準確地報告腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移，在腫瘤側(cè)與非腫瘤側(cè)的信號對比度大于10倍，而熒光成像則不能區(qū)分淋巴結(jié)是否發(fā)生腫瘤轉(zhuǎn)移。此外，淋巴結(jié)切片全景觀成像顯示，淋巴結(jié)中PCN納米制劑與MPO以及腫瘤細胞具有良好的共定位，其自發(fā)光強度與腫瘤的發(fā)展進程線性相關(guān)，PCN納米探針成功地檢測到4T1乳腺癌和CT26結(jié)腸癌的早期淋巴結(jié)微轉(zhuǎn)移灶。該項pH超敏感近紅外自發(fā)光納米成像技術(shù)將精準細胞器靶向、自發(fā)光技術(shù)、CRET效應(yīng)、信號放大機理有機的結(jié)合在一起，實現(xiàn)了在體水平，非侵襲性、高靈敏性地成像和判定腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移狀態(tài)，為臨床腫瘤分級、防治、對癥治療提供新的思路。
左起：王增輝（博士研究生），汪貽廣（研究員）
汪貽廣研究員為本研究論文的通訊作者，北京大學藥學院2018級博士研究生王增輝為論文的第一作者。該工作得到科技部重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、北京市自然基金杰出青年基金等項目資助。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202102044
作者簡介：
汪貽廣，博士，北京大學研究員、博士生導(dǎo)師，藥學院藥劑學系主任、天然藥物及仿生藥物國家重點實驗室課題組長，入選中組部高層次人才。主要從事智能納米藥物遞送及疾病診療研究，取得了一系列創(chuàng)新性成果，以第一作者或通訊作者在Nat. Mater.、Nat. Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Adv. Sci.、Nano Lett.等國際著名期刊上發(fā)表SCI學術(shù)論文50余篇。作為負責人獲得國家自然科學基金“優(yōu)秀青年科學基金”、北京市自然基金“杰出青年科學基金”、國家重點研發(fā)計劃等資助。先后獲得2015年中國藥學會-中恒青年藥劑學獎、2017年中國藥學會-賽諾菲青年生物藥物獎。目前擔任中國藥學會藥劑學專委會委員、中國藥學會納米藥物專委會委員等。
藥劑學系??汪貽廣課題組 供稿
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