本文要點：光熱療法(PTT)是一種利用光熱轉(zhuǎn)換劑(PCAs)將光能轉(zhuǎn)化為熱,，來消融癌細胞的熱療策略,。在治療癌癥過程中,，高溫熱消融會引起全身免疫反應，而在低溫范圍(<45°C)消融腫瘤可能是一種可以避免正常細胞損傷的方法,。但是,，由于熱休克蛋白(HSPs)的上調(diào)，在低溫度下的消融效果是不夠的,。本文構建了一種AIE納米載藥系統(tǒng),，當與腫瘤微環(huán)境中過表達H2O2接觸時，就會迅速釋放CO,，不僅可以抑制腫瘤細胞的快速增殖,，而且可以抑制熱休克蛋白的過表達，提高腫瘤低溫光熱治療的效果,。近紅外二區(qū)活體熒光成像系統(tǒng) - MARS

方案1：(A) mPEG(CO)合成路線示意圖,；(B)由mPEG(CO)和PBPTV組成的納米zhadan示意圖；(C)納米zhadan低溫治療過程示意圖

研究思路：使用十二羰基三鐵和巰基聚乙二醇（mPEG2000-SH）合成了聚合物載體材料mPEG(CO),，并進一步與光熱試劑PBPTV組裝,，形成化學觸發(fā)的AIE納米zhadan（PBPTV@mPEG(CO)）（方案1A和1B）。在光熱治療過程中，納米zhadan在腫瘤微環(huán)境中過量的H2O2的刺激下,，釋放出大量CO,，抑制HSPs的過表達，從而實現(xiàn)低溫光熱療法治療腫瘤（方案1C）,。

圖1：(A) PBPTV@mPEG(CO)水溶液的紫外吸收(藍色)和熒光發(fā)射(紅色)光譜,；(B) TEM和DLS測得的粒徑；(C) PBPTV@mPEG(CO)的EDS元素圖,；(D) 808 nm近紅外激光照射下FILR相機記錄的升溫曲線

首先,，研究納米zhadan的光學表征。PBPTV@mPEG(CO)具有550-850nm的寬吸收,，在970nm處有zui大發(fā)射波長,，并且拖尾至近紅外二區(qū)（圖1A）。TEM和DLS的結(jié)果一致：納米zhadan具有球形和核殼結(jié)構,，TEM測量尺寸約為71 nm,，DLS的測量尺寸為91nm(圖1B)。如圖1C所示,，F(xiàn)e,、N、S,、O分布均勻,，進一步證實了納米zhadan的形成。PBPTV@mPEG(CO)在808 nm激光照射下表現(xiàn)出良好的光熱效果,，在3 min內(nèi)將2.5 mg/mL納米zhadan的溫度提高到76.5°C,，光熱轉(zhuǎn)換效率(PCE)高達38.1%。（圖1D）

圖2：(A)通過還原性血紅蛋白（Hb）的吸收光譜變化來檢測CO的釋放,；(B)用共聚焦熒光顯微鏡檢測CO在癌細胞和正常細胞中的表達

接著，在體外檢測納米zhadan的CO釋放能力,，如圖2A所示,，還原性Hb的zui大吸收波長在430nm，HbCO的zui大吸收波長在415nm,，所以通過還原性 Hb 和 HbCO的zui大吸收峰值來計算CO的含量,。緊接著想要在細胞水平上探索CO的釋放，用探針COP評估細胞內(nèi)CO的釋放,，如圖2B所示,，只有在與納米zhadan孵育的腫瘤細胞中，檢測到較強的COP熒光信號,。這些結(jié)果證明了納米zhadanCO的釋放能力,。

圖3：(A)在死(紅色)和活(綠色)細胞的染色實驗中癌細胞存活情況；(B)不同處理下HSP70蛋白的Western blots圖像

接下來，探索是否CO可以改善低溫PTT的治療效果,。如圖3A所示,，在激光照射下，納米zhadan可以有效的抑制癌細胞,；而且即使在沒有激光照射下,，納米zhadan也對癌細胞有一定抑制作用，說明CO本身具有癌細胞殺傷作用,。為了進一步證實CO對HSPs表達的抑制作用,，如圖3B所示，在納米zhadan處理的細胞中HSP70過表達被明顯調(diào)節(jié),。在癌變微環(huán)境中,，過度分泌的H2O2在FeCO的催化下，通過芬頓樣反應分解為•OH自由基,，強氧化性•OH自由基進一步氧化并與Fe中心競爭配位,，導致Fe中心釋放CO，逐漸釋放的CO可有效抑制HSPs的表達升高,，破壞腫瘤熱抗性,，誘導腫瘤凋亡。

圖4：(A)荷瘤小鼠光熱成像和NIR-II熒光成像,；(B)小鼠18天內(nèi)腫瘤體積變化的曲線,；(C)小鼠18天內(nèi)體重變化；(D)治療后的腫瘤圖片,；(E)不同處理下腫瘤組織的染色切片,；(F)在不同條件下的熒光強度

最后，驗證腫瘤zhadan在體內(nèi)PTT的治療效果,。如圖4B和4C所示,，CO和低溫PTT治療組腫瘤體積持續(xù)減小，并且小鼠的體重沒有明顯異常,。說明CO和低溫PTT具有抑制腫瘤的作用,，并且沒有明顯的副作用，圖4D也證明了這一點,。如圖4E所示,，H&E染色顯示第八組的腫瘤細胞損傷最嚴重，驗證了納米zhadan在低溫PTT中的治療效果,。接著進一步評估納米zhadan釋放的CO,，在體內(nèi)對HSPs過表達的抑制作用。如圖 4F所示,，在納米zhadan的存在下,，HSPs的表達水平被顯著抑制,，表明納米zhadan釋放的CO對HSPs過表達具有抑制作用。這些實驗結(jié)果表明,，腫瘤zhadan在體內(nèi)具有良好的PTT治療效果,。

總結(jié)：作者研發(fā)了一種NIR-II的AIE納米zhadan，可在腫瘤微環(huán)境（過量H2O2）的觸發(fā)下釋放大量CO,，釋放的CO不僅本身具有抑制腫瘤細胞的作用,，而且還可以抑制HSPs的上調(diào)，增強低溫PTT的治療效果,。

參考文獻

doi.org/10.1002/anie.202207213

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近紅外二區(qū)小動物活體熒光成像系統(tǒng) - MARS 

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