来源:高分子科学前沿
目前,光热疗法(PTT)已成为新型癌症治疗手段研究中的热点,而开发具有近红外吸收与高光热转化效率(PTCE)的光热剂是实现理想PTT疗效的重要因素,其对于降低激光功率密度以及研究在相对较低温度下的光热治疗策略具有重要的意义。基于此,南方科技大学生物医学工程系李凯课题组报道了一种高光热转换效率的小分子光热剂的设计,及其在协同HSP70抑制策略的低温光热治疗中的应用进展。
在本项工作中,课题组设计出一种基于光诱导非绝热衰退(PIND)效应的新型有机小分子,并利用Apoptozole(Apo)对细胞热损伤修复蛋白HSP70的表达抑制作用,实现了808nm激发的43℃高效PTT肿瘤治疗。该类亚胺基分子马达在受到激光照射而跃迁到激发态时,会受到较强的分子内扭曲电荷转移(TICT)效应的影响,利于通过圆锥交叉(CI)过程,以非辐射衰退的方式释放能量回到基态,此过程可视被为一种光诱导非绝热衰退(PIND)现象。相较于商业化探针ICG而言,该类激发态分子几乎无荧光的释放,因此能更高效地将光能转换成热能,展现出高达90%的光热转换效率。
图1、光诱导非绝热衰退(PIND)型有机小分子的光物理性质及其工作原理。在动物实验方面,作者通过纳米沉淀法和细胞穿膜肽的表面修饰,构建出一种热响应肿瘤细胞递送系统,并且以裸鼠的4T1皮下移植瘤作为肿瘤模型,研究C6TI/Apo-Tat纳米微粒介导的低温PTT肿瘤治疗效果。如图2a所示,小鼠尾静脉注射C6TI/Apo-Tat 8小时后,使用808nm激光照射小鼠,肿瘤部位可快速升温至43 ºC,并达到平台期保持稳定。在C6TI/Apo-Tat和C6TI-Tat介导的PTT肿瘤治疗实验中,结果显示C6TI/Apo-Tat对肿瘤的治疗效果显著优于C6TI-Tat,且C6TI/Apo-Tat治疗组肿瘤复发明显低于C6TI-Tat治疗组(图2b、2c)。
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