仿生普鲁士蓝纳米粒子用于高效温和光热治疗和多模态成像

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光热治疗(Photothermal Therapy,PTT)是一种有效的癌症治疗手段,当光热治疗的温度高于50℃可诱导有效的肿瘤消融,但高热会对周围正常组织造成损伤。目前很多相关的研究表明采用温和(≤45℃)光热治疗(mild temperature PTT)手段去避免损伤周围组织。但由于激光照射产生的热量在肿瘤内分布不均匀,且温度较低时肿瘤细胞会产生热耐受性,温和光热治疗不能完全根治肿瘤,必然会导致肿瘤的复发和转移。下调三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)依赖性热休克蛋白(heat shock protein,HSPs)可显著降低癌细胞的致瘤性,克服热耐受性,实现高效温和(≤45℃)光热治疗。1、研究目的:设计了一种负载氯尼达明(lonidamine,LN)和相变材料DL-薄荷醇(DL-menthol,DLM)的4T1肿瘤细胞膜包覆的中空介孔普鲁士蓝纳米粒子(PBLM@CCMNPs),可实现光声/超声/光热多模态成像和通过选择性地将氯尼达明递送到肿瘤部位以克服肿瘤细胞耐热性来实现高效温和光热治疗。2、研究方法:合成4T1细胞膜包覆的负载氯尼达明(lonidamine,LN)和DL-薄荷醇(DL-menthol,DLM)的中空介孔普鲁士蓝纳米粒子(PBLM@CCM NPs),并测定PBLM@CCM NPs的粒径、zeta电位及形态。在体内、体外实验中验证PBLM@CCMNPs的靶向摄取能力以及光声、超声和光热成像能力。同时,我们还通过进行JC-1染色实验、细胞内ATP水平测定和免疫印迹法来探讨PBLM@CCM NPs实现高效温和光热治疗效果的机制。3、研究结果:合成的PBLM@CCM NPs具有良好的光热性能和光声、超声成像能力。本研究中DL-薄荷醇同时被用作堵漏剂来避免氯尼达明的早期泄漏。经近红外激光照射后,HPB NPs产生的热量可以诱导DL-薄荷醇汽化产生气泡从而促进氯尼达明的释放,这可以通过超声成像进行观察。释放的氯尼达明可以抑制HSPs的表达以克服肿瘤的耐热性,从而增强HPB NPs介导的温和光热治疗的作用。4、结论:4T1细胞膜包覆的PBLM@CCMNPs具有良好的靶向摄取能力和生物安全性,可以实现氯尼达明的光热可控释放,从而抑制ATP的产生和HSPs的表达,进而实现高效温和光热治疗和多模态成像。
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