楊武利課題組開(kāi)發(fā)出天然納米材料用于腫瘤光熱治療
光熱治療作為一種新興的治療腫瘤的手段受到研究人員的廣泛關(guān)注。納米光熱治療技術(shù)具有適用范圍廣、非侵入、選擇性強(qiáng)、過(guò)程簡(jiǎn)單、正常組織損傷小等優(yōu)點(diǎn)，在腫瘤治療、藥物釋控、光控植入材料等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值。然而，目前常用的納米光熱轉(zhuǎn)換材料在體內(nèi)往往難以降解，這使得它們很難獲得國(guó)際醫(yī)療審核機(jī)構(gòu)(如：FDA)的批準(zhǔn)，難以步入臨床應(yīng)用。開(kāi)發(fā)性能優(yōu)越并且生物可降解的納米材料，是相關(guān)研究人員一直以來(lái)的追求。
近來(lái)，楊武利教授課題組與藥學(xué)院龐志清副研究員、腫瘤醫(yī)院王勝博士合作，從日常生活中驚奇發(fā)現(xiàn)，他們從墨魚(yú)汁中提取出天然的黑色素納米顆粒，并在前期工作 (Biomaterials, 2016, 92, 13 & 2017, 143, 130) 的基礎(chǔ)上，利用生物仿生技術(shù)，制備出紅細(xì)胞膜偽裝的黑色素納米粒子(Melanin@RBC)可用于腫瘤的增強(qiáng)光熱治療(如圖1所示)。?
圖1 紅細(xì)胞膜偽裝的黑色素納米粒子(Melanin@RBC)用于腫瘤的增強(qiáng)光熱治療
研究發(fā)現(xiàn)，從墨魚(yú)汁中獲取的天然黑色素納米粒子不僅在近紅外區(qū)域展現(xiàn)出強(qiáng)的吸收，且光熱轉(zhuǎn)換效率(40%)顯著高于人工合成的類(lèi)黑色素聚多巴胺納米粒子(?29%)；紅細(xì)胞膜殼層有效保留了黑色素優(yōu)異的光熱性能，提高了其在體內(nèi)的長(zhǎng)循環(huán)能力，從而增強(qiáng)了納米粒子在腫瘤部位的富集(如圖2所示)。作為一種可降解的天然生物高分子，黑色素能夠有效被過(guò)氧化氫降解，其DC50濃度(half maximal degradation concentration)僅為0.86 mM，顯著低于人工合成的聚多巴胺納米粒子(4.56 mM) 。細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)都表明，Melanin@RBC具有良好的生物安全性和腫瘤被動(dòng)靶向性，并表現(xiàn)出良好的光熱治療效果，應(yīng)用808 nm近紅外光照5分鐘，即可有效殺傷腫瘤(實(shí)驗(yàn)組五只荷瘤鼠中三只完全消除腫瘤)。這種新型生物可降解的天然光熱轉(zhuǎn)換材料的成功開(kāi)發(fā)，有望推動(dòng)光熱治療技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。
?
圖2 a)純黑色素納米粒子的透射電鏡圖, 標(biāo)尺為100 nm; b)不同濃度的純黑色素水分散液的溫度變化曲線(808 nm, 2 W/cm2); c)紅細(xì)胞膜偽裝的黑色素納米粒子的透射電鏡圖, 插圖為醋酸鈾負(fù)染后的透射電鏡圖, 標(biāo)尺為100 nm; d)紅細(xì)胞膜偽裝的黑色素納米粒子在腫瘤部位的超聲及光聲成像; e)紅細(xì)胞膜偽裝的黑色素納米粒子和純黑色素納米粒子的藥代動(dòng)力學(xué)曲線，插圖為納米顆粒在尾靜脈注射24 h后的血液保留值; f)紅細(xì)胞膜偽裝的黑色素納米粒子和純黑色素納米粒子尾靜脈注射4 h后在不同器官及腫瘤部位的分布; g)紅細(xì)胞膜偽裝的黑色素納米粒子和純黑色素納米粒子對(duì)A549腫瘤的抑制生長(zhǎng).
除此之外，楊武利教授團(tuán)隊(duì)還將中國(guó)傳統(tǒng)墨水-胡開(kāi)文墨(Hu-ink)作為光熱轉(zhuǎn)換材料，用于腫瘤前哨淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的可視化示蹤及光熱治療(如圖3所示)。研究表明，Hu-ink在水溶液中分散性好，且表現(xiàn)出優(yōu)異的光熱性能，在808 nm 激光照射下，Hu-ink分散液(100 ?g/mL)溫度可顯著升高55 ?C。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明制備的Hu-ink通過(guò)腫瘤原位注射，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的黑染和光聲成像指導(dǎo)下的光熱治療，成功地抑制了腫瘤的淋巴轉(zhuǎn)移。
圖3 中國(guó)傳統(tǒng)墨水胡開(kāi)文墨用于腫瘤前哨淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的光熱治療
這兩個(gè)工作近期相繼發(fā)表在Biomaterials和ACS Omega上，論文第一作者分別是博士后姜琴、王勝博士。詳見(jiàn)：
Qin Jiang, Zimiao Luo, Yongzhi Men, Peng Yang, Haibao Peng, Ranran Guo, Ye Tian, Zhiqing Pang?, Wuli Yang?, Red blood cell membrane-camouflaged melanin nanoparticles for enhanced photothermal therapy, Biomaterials, 2017, 143: 29;?
Sheng Wang, Yongbin Cao, Qin Zhang, Haibao Peng, Lei Liang, Qingguo Li, Shun Shen, Aimaier Tuerdi, Ye Xu, Sanjun Cai, Wuli Yang*, New application of old material: Chinese traditional ink for photothermal therapy of metastatic lymph nodes, ACS Omega, 2017, 2(8): 5170.
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2017.07.027
http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsomega.7b00993
版權(quán)與免責(zé)聲明：本網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開(kāi)發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其真實(shí)性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺(tái)，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com