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    浙大周民團隊《Biomaterials》:仿生蛋白冠策略輔助的表面增強拉曼影像探針用于微小腫瘤成像及治療
    2021-03-08  來源:高分子科技

      手術切除是目前大多數惡性腫瘤的一線治療方案,但是,對腫瘤病灶進行精準,徹底的切除,仍然是臨床治療的難點。特別是結腸癌和卵巢癌等多發性腹腔惡心腫瘤,具有較高的侵襲性和轉移性,并且會浸潤性遷移到周圍組織和關鍵器官等。為此,正電子發射斷層掃描(PET)和磁共振成像(MRI)等成像技術常用來對術前腫瘤位置的確定。然而,手術期間組織會發生移位,無法實現實時觀察定位。因此,臨床上迫切需要更加精準、實時的醫學影像技術來指導術中腫瘤精準切除以提高治療效果。


      近年來,表面增強拉曼光譜(SERS)技術,由于其特殊的指紋圖譜(高特異性),高靈敏度的檢測限度(可以實現單分子水平),高穩定性,高信噪比,以及操作簡便等優勢被廣泛用于界面和表面科學、材料分析食品安全、環境監測和國家安全等領域。其中基于金納米顆粒的SERS技術,受到生物醫學領域的重點關注,在細胞與活體組織,特別是腫瘤細胞與腫瘤組織的精準識別具有廣闊的應用前景。浙江大學周民研究員團隊近年來在拉曼影像生物醫學應用領域持續開展工作,發表了一系列相關研究論文(Advanced Sciences 2021;Biomaterials 2020; Biomaterials 2021; WIREs Nanomedicine & Nanobiotechnology 2021; Acta Pharmaceutica Sinica B 2018)。前期研究研發了金納米拉曼探針的SERS技術,實現了對腹腔卵巢腫瘤/結直腸腫瘤的識別,精準切除和術后清掃。周民團隊前期也開展了基于銀納米材料SERS技術監控下的耐藥菌感染傷口滅菌及促愈合研究。


      近期,浙江大學周民研究員團隊在生物材料領域期刊《Biomaterials》在線發表題為以“Bioinspired protein corona strategy enhanced biocompatibility of Ag-Hybrid hollow Au nanoshells for surface-enhanced Raman scattering imaging and on-demand activation tumor-phototherapy”的研究論文。該課題的主要研究內容是通過仿生蛋白冠策略構建銀雜化的中空金拉曼影像探針(hollow AgAu-DTTC-BSA)用于微小腫瘤病灶的精確檢測與介導的腫瘤局部光熱,光動力以及銀離子治療。


      本研究引入仿生蛋白冠技術對hollow AgAu納米顆粒進行表面保護,構建了一種SERS活性的可控光激活納米探針,用于腫瘤病灶的早期診斷和治療。體內外實驗結果表明,設計的hollow AgAu-DTTC-BSA 的可以抑制銀離子的釋放,減少活性氧產生,從而減少對正常細胞和組織的毒性,提高藥物的生物安全性。通過尾靜脈注射入結直腸癌CT26荷瘤小鼠后,可以通過拉曼影像對腫瘤病灶以及轉移的肝表面微小病灶進行檢測。其中,最小識別腫瘤微小病灶尺度可以小至0.18毫米。隨后,在拉曼影像引導下,通過聯合近紅外激光對腫瘤病灶進行局部輻照,實現腫瘤組織的局部熱療。同時,該方法還可以在腫瘤組織內部激活產生高強度的活性氧并有效局部釋放具有腫瘤細胞毒性的銀離子,實現了協同治療效果,有效抑制腫瘤的生長。以上結果說明,該納米探針是一種集實體腫瘤早期精準檢測與協同治療于一體的納米藥物制劑,為腫瘤高效診療提供了一種新技術和策略。



      浙江大學博士生何健,交叉學科博士生魏巧琳(時任杭州師范大學醫學部特聘副教授)為本文的第一作者與共同第一作者,周民研究員為論文通訊作者。該研究工作得到了浙江大學附屬第二醫院眼科中心、浙江大學轉化醫學研究院、浙江大學現代光學儀器國家重點實驗室等的大力支持。該研究也得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金等項目資助。


      論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2021.120734

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    (責任編輯:xu)
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