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中科院納米能源所李琳琳 Small Methods:NO遞送的壓電納米聲敏劑促進癌癥治療
2023-10-25  來源:高分子科技

  超聲(US)介導(dǎo)的聲動力治療(SDT)由于侵入性和組織穿透性,在腫瘤感染性疾病治療中展示出廣闊的應(yīng)用前景。然而,目前聲敏劑量子產(chǎn)率導(dǎo)致了活性氧(ROS)產(chǎn)生不足,限制了SDT單一模式治療療效


  一氧化氮NO作為一種氣體信號分子,在濃度過量時,可以造成細胞亞硝化應(yīng)激、抑制線粒體呼吸代謝、減少耗氧量,從而能夠直接或間接地殺死腫瘤細胞。但是NO的非靶向性分布可能會造成嚴重全身毒性,因此需要一種安全可控的遞送方式。基于以上考慮,通過整合聲動力NO氣體治療設(shè)計、開發(fā)新型聲敏劑,為提高SDT療效促進NO氣體治療提供了一種潛在的途徑。


1. BST@LA NPs用于聲動力和氣體聯(lián)合治療的示意圖。


  前期工作中,中科院北京納米能源與系統(tǒng)研究所李琳琳團隊發(fā)現(xiàn)了無機壓電半導(dǎo)體材料可以作為聲敏劑用于SDT并通過摻雜或異質(zhì)結(jié)的構(gòu)建促進電荷載流子的遷移和分離,提高ROS的產(chǎn)生(Nano Energy 2018, 46, 29; Nano Today 2021, 37, 101104; Nano Res. 2022, 15, 7304; ACS Nano 2022, 16, 9304; BMEMat 2023, 1, e12006; Small 2023, 19, 2300327; J. Colloid Interf. Sci. 2023, 640, 839.)。在此基礎(chǔ)上,為了進一步提SDT的療效,李琳琳團隊構(gòu)建了L-精氨酸(LA)功能化的鈦酸鋇鍶(BST)壓電納米顆粒(BST@LA NPs用于實現(xiàn)腫瘤的聲動力NO氣體聯(lián)合治療。一方面鍶離子在鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)(ABO3)中的A位摻雜,不僅增強了本征壓電性,而且縮小了半導(dǎo)體帶隙,增強了載流子遷移,這些都促進了超聲刺激下超氧陰離子(?O2?)和羥基自由基(?OH)的產(chǎn)生。另一方面,產(chǎn)生的ROS觸發(fā)聲敏劑表面LA的分解,使NO氣體能夠在腫瘤部位可控釋放,實現(xiàn)聯(lián)合治療效果。細胞、動物實驗均表明BST@LA NPs超聲下具有顯著的腫瘤生長抑制效果。這種聲動力和氣體治療的聯(lián)合,為改善腫瘤治療提供了一條可行的方案 


2. BST@LA NPs的合成與表征。 


壓電電子學(xué)效應(yīng)增強的聲動力學(xué)ROS產(chǎn)生機制


聲動力和NO氣體治療用于小鼠乳腺癌治療


  該研究成果“Piezoelectric Ba0.85Sr0.15TiO3 Nanosonosensitizer with Nitric Oxide Delivery for Boosting Cancer Therapy”為題發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《Small Methods》上。論文第一作者為廣西大學(xué)和中科院北京納米能源所聯(lián)合培養(yǎng)趙運超博士(已畢業(yè),入職山東農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授),通訊作者為中科院北京納米能源所李琳琳研究員。


  論文鏈接:https://doi.org/10.1002/smtd.202301134


  李琳琳課題組主頁:https://www.x-mol.com/groups/lilinlin

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