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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用前景。然而,目前聲敏劑量子產率導致了活性氧(ROS)產生不足,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氣體治療設計、開發新型聲敏劑,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合治療的示意圖。


  前期工作中,中科院北京納米能源與系統研究所李琳琳團隊發現了無機壓電半導體材料可以作為聲敏劑用于SDT并通過摻雜或異質結的構建促進電荷載流子的遷移和分離,提高ROS的產生(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.)。在此基礎上,為了進一步提SDT的療效,李琳琳團隊構建了L-精氨酸(LA)功能化的鈦酸鋇鍶(BST)壓電納米顆粒(BST@LA NPs用于實現腫瘤的聲動力NO氣體聯合治療。一方面鍶離子在鈣鈦礦型結構(ABO3)中的A位摻雜,不僅增強了本征壓電性,而且縮小了半導體帶隙,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)的產生。另一方面,產生的ROS觸發聲敏劑表面LA的分解,使NO氣體能夠在腫瘤部位可控釋放,實現聯合治療效果。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。 


壓電電子學效應增強的聲動力學ROS產生機制


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”為題發表在學術期刊《Small Methods》上。論文第一作者為廣西大學和中科院北京納米能源所聯合培養趙運超博士(已畢業,入職山東農業大學副教授),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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