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华中科技大学:组织透明化策略解决深部肿瘤光疗效果不佳难题
2021-01-13 华中科技大学生命与科学技术学院

  2020年12月20日,纳米科学与材料领域顶尖期刊Nano Today (IF=16.907)在线发表华中科技大学生命学院国家纳米药物工程技术研究中心杨祥良/赵彦兵团队关于活体组织光透明剂实现深部肿瘤有效光疗通用策略的研究论文:“A versatile strategy for improving phototherapeutic efficacy on deep-sited tumor by tissue optical clearing technique”

  癌症是严重危害人类健康的重大疾病之一,传统的癌症治疗方法如手术、化疗和放疗等会导致严重毒副作用,肿瘤的耐药、复发和转移等的发生。相比于传统的癌症治疗模式,基于多功能纳米材料的肿瘤光疗(如光热/光动力治疗等)具有非侵入性,远程操作,时空分辨率高以及毒副作用低等诸多优点,近年来在浅表肿瘤的临床治疗方面取得了极大的成功。然而,由于人体组织对光的高屏障作用,这些高效的光疗模式很难实现对深部肿瘤的有效治疗。尽管一些长波光源(如远红外光、微波、射频电磁波等)能提高组织穿透性,但人体组织实质与间质的折光指数错配,仍然会导致这些光/电磁波在到达深部肿瘤前被强烈散射或吸收。因此如何从根本上解决光源的组织穿透深度问题,进而增强深部肿瘤光治疗效果仍然是亟待解决的问题。

  

  为解决这个问题,本研究另辟蹊径,将光学成像领域中的组织透明化技术与肿瘤光疗结合,发展了一种具有良好生物相容性的高效活体组织透明剂(TGP)。在离体猪皮和活体大鼠腹部皮肤上的实验表明TGP处理30 min后,皮肤透光率增加了4倍。以载阿霉素金纳米笼(DOX@PGNCs)作为光热化疗模型纳米药物,在离体猪皮覆盖的深部肿瘤动物模型上的抑瘤实验均表明TGP预处理能显著增强DOX@PGNCs的光热/化疗效果:14天后肿瘤体积仅为没有TGP预处理的38%。而且,TGP透明化效应很容易用生理盐水“可逆擦除”,避免不必要的不良反应。TGP透明化技术还能有效增强光热引导的肿瘤靶向递送,显著提高了DOX@PGNCs的肿瘤蓄积,从而实现高度选择性肿瘤光热消融和化疗。综上所述,该TGP透明化策略有望从根本上解决治疗用激光的组织穿透深度问题,为多种光疗模式(如光热治疗和光动力学治疗等)用于深部肿瘤治疗提供了新的思路。

  华中科技大学生命学院博士生赵浩为该论文的第一作者。生命学院徐家宝,万江山和黄文晶等参与了该项研究。该研究得到国家重点研究计划和国家自然科学基金的资助。

  原文链接:

  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1748013220302280

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