纳米人工红细胞实现了更高的细胞致死效果,实现了影像引导高效的肿瘤光动力治疗

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科研动态

“纳米人工红细胞”可视化精准治癌
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近日,中国科学院深圳先进技术研究院研究员蔡林涛带头的纳米医学研究小组,在纳米人工红细胞高效治疗癌症领域取得新突破,相关成果发表在《先进医疗材料》上。

近日,中国科学院深圳先进技术研究院研究员蔡林涛领衔的纳米医学研究小组,通过构建仿生的“纳米人工红细胞”携带血红蛋白、氧和光敏剂穿透进入到肿瘤内部,突破了肿瘤缺氧微环境和氧供应不足对光动力治疗的障碍;激光照射产生细胞致死的单线态氧和高价铁-血红蛋白,实现了肿瘤的高效治疗。相关成果在线发表在ScientificReports上(ScientificReports,2016,6,23393)。

蔡林涛等构建了一种具有优良的携氧功能和能量智能响应的新型纳米人工红细胞,通过氧气干预线粒体的代谢获得高效的抑癌效果。该仿生的纳米体系具有红细胞类似的携氧和释氧功能,能够将氧气高效地输送至癌细胞内部直接干预线粒体代谢,显著提高细胞内的三磷酸腺苷和活性氧的含量。

蔡林涛及其团队成员罗震宇、郑明彬基于团队前期工作基础(ACSNano,2013,7,2056;ACSnano,2014,8,12310;ScientificReports,2015,5,14258),采用聚合物包载光敏剂复合物,覆盖类似红细胞膜的磷脂层,构建了具备携氧和释氧功能的“纳米人工红细胞”。光敏剂、氧合血红蛋白的光声或荧光信号能够实时监控在肿瘤部位的光敏剂和氧的富集和代谢。在光声、荧光影像的引导下,近红外激光引发,纳米人工红细胞携带的大量氧分子与光敏剂作用“爆发性”地生成单线态氧;同时部分单线态氧会促使血红蛋白转化为对肿瘤细胞毒性更强、时间更持久的高价铁-血红蛋白,实现了影像引导高效的肿瘤光动力治疗。

增量的能量分子能够显著促进阿霉素从具有能量响应的复合物中释放出来用于化疗,成功将对细胞生长有利的能量分子转变为致命的化疗;同时,增量的活性氧能够提高对癌细胞的杀伤力。通过有效结合这两个因素,纳米人工红细胞实现了更高的细胞致死效果,相比于游离的阿霉素提高了438%。

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