田間課題組：“核-衛(wèi)星”超結(jié)構(gòu)納米材料用于腫瘤的診斷和高效光動(dòng)力治療
8月29日, Nano Research（《納米研究》IF = 8.18，中國(guó)SCI期刊）在線發(fā)表了武漢大學(xué)田間課題組的最新研究成果，論文題目為“Core-satellite metal-organic framework@upconversion nanoparticle superstructures via electrostatic self-assembly for efficient photodynamic theranostics”。武漢大學(xué)藥學(xué)院博士生李志珂為第一作者，武漢大學(xué)為第一作者單位，美國(guó)北德克薩斯大學(xué)馬勝前教授和武漢大學(xué)田間研究員為共同通訊作者。 該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金和生物電子國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放研究基金的資助。
光動(dòng)力治療（PDT）因其非侵入性、低毒副作用、高選擇性等優(yōu)勢(shì)，成為了當(dāng)前癌癥治療領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前臨床所用光敏劑的激發(fā)光波長(zhǎng)（紫外-可見(jiàn)光區(qū)）的組織穿透深度有限，使得PDT的體內(nèi)治療效果并不理想?；谏限D(zhuǎn)換納米粒子（UCNP）的PDT平臺(tái)能將具有高組織穿透能力的近紅外光轉(zhuǎn)化成紫外-可見(jiàn)光，間接激活光敏劑，有望克服常規(guī)PDT療法難以治療深層腫瘤的缺點(diǎn)。然而，激發(fā)光（980 nm）引起的過(guò)熱效應(yīng)以及現(xiàn)有UCNP體系中對(duì)上轉(zhuǎn)換熒光的較低利用率限制了其實(shí)際應(yīng)用。為了解決以上問(wèn)題，武漢大學(xué)藥學(xué)院田間課題組通過(guò)簡(jiǎn)便可控的靜電自組裝策略構(gòu)筑了以金屬有機(jī)骨架納米材料（nMOFs）為核心、Nd3+敏化的UCNP為衛(wèi)星的核-衛(wèi)星納米超結(jié)構(gòu)。nMOFs極高的孔隙率和比表面積能夠同時(shí)高劑量地負(fù)載二氫卟酚e6（Ce6）和孟加拉玫瑰紅（RB）兩種不同的光敏劑(雙光敏劑具有不同的最大吸收峰,分別與UCNP的兩處發(fā)射波譜重合)；進(jìn)一步通過(guò)靜電自組裝的方法在nMOFs表面修飾UCNP可以在結(jié)合多個(gè)UCNP的同時(shí)而不影響其載藥量。在808 nm近紅外光激發(fā)下，核-衛(wèi)星納米結(jié)構(gòu)中的UCNP捕獲低能量光子后，通過(guò)熒光共振能量轉(zhuǎn)移將上轉(zhuǎn)換雙光子能量傳遞給臨近的負(fù)載在nMOF中的雙光敏劑分子，極大的提高了上轉(zhuǎn)換熒光的利用效率和單線態(tài)氧的產(chǎn)量。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明，該MOF@UCNP核-衛(wèi)星納米體系集腫瘤診療于一體，不僅具有磁共振/上轉(zhuǎn)換熒光/熒光三模態(tài)的腫瘤成像能力，而且在808 nm近紅外光激發(fā)下展現(xiàn)出優(yōu)異的PDT抗腫瘤效果。此外，該P(yáng)DT診療平臺(tái)有效避免了傳統(tǒng)980 nm激發(fā)上轉(zhuǎn)換發(fā)光引起的過(guò)熱效應(yīng)和損傷正常組織的問(wèn)題，提高了激光應(yīng)用的安全性。這一工作為開發(fā)安全高效的PDT納米平臺(tái)用于腫瘤精準(zhǔn)診療提供了新的思路。
圖 1. 核-衛(wèi)星納米診療平臺(tái)（MOF@UCNP）在多模態(tài)成像引導(dǎo)的光動(dòng)力治療中的應(yīng)用
論文鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-020-3025-0
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