自组装的金超级纳米粒子用于SERS成像指导的癌症的治疗

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癌症具有与正常组织不同的复杂结构和成分,并且已经成为威胁人类健康的主要疾病之一。在癌症的治疗过程中,集诊断与治疗为一体的多功能肿瘤治疗诊断学纳米平台受到了广泛的关注。成像指导的癌症的治疗是一种通过实时监测来控制、指导癌症治疗的方式。与计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)和荧光(FL)成像相比,表面增强拉曼散射(SERS)成像因其灵敏度高和特异性强,在癌症的诊断中发挥着越来越重要的作用。而SERS信号增强的要求是在金属表面上分布高度密集的拉曼增强热点,因此需要设计具有稳定性好且热点密度高的基底材料用于SERS成像指导的癌症的治疗。传统的癌症治疗方法,如手术、放疗、化疗等,存在毒副作用、肿瘤清除不彻底、治疗耐药等风险。光疗通过光引发的细胞毒性选择性地杀死肿瘤细胞,是一种应用前景广阔的癌症治疗方式。其中,光热治疗(PTT)是通过将近红外光能转化为热能,对癌细胞进行热消融,具有侵袭性小、特异性高、肿瘤消融效率高、对正常组织副作用小等独特优点。作为另一种非侵入式治疗方式,光动力疗法(PDT)是利用光敏剂和氧气在合适的激发光照射下产生细胞毒性活性氧物种(ROS)来消融恶性肿瘤。然而,大多数肿瘤倾向于形成乏氧环境,而ROS的产生严重依赖于氧的水平,乏氧成为PDT临床应用的主要障碍。因此,迫切需要开发一种不依赖氧的高效的肿瘤治疗手段。本文成功构建了多功能的GSPs1,4-BDT@PDA-AIPH-cRGD纳米体系,实现SERS成像指导的癌症的治疗。通过5.8 nm的金纳米粒子(GNPs)的自组装形成具有超晶格结构的金超级纳米粒子(GSPs),修饰上拉曼信号分子1,4-BDT,并在其外面包覆上聚多巴胺(PDA),然后负载上2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐(AIPH),最后连上具有靶向功能的cRGD肽。其中GSPs可以很好地增强1,4-BDT的拉曼信号,包覆上PDA可以使超晶格结构更加稳定,拉曼信号可以进一步增强。同时,PDA在近红外光照下可以将光转化成热,杀死肿瘤细胞。AIPH可以借助光热过程分解产生自由基,进一步杀死肿瘤细胞。该纳米体系巧妙地将肿瘤靶向、光热治疗、不依赖于氧水平的自由基生成等功能结合到单个纳米体系中,并通过细胞实验和动物实验证实了该材料具有明显的抑制肿瘤生长的抗肿瘤效果。本研究为拉曼成像指导的肿瘤治疗提供基础研究数据,并为开发多功能纳米诊疗平台提供新思路。
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