第一作者：Yiting Jiang

通讯作者：Peng Miao

通讯单位：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所

研究内容：

本文开发了一种新的、有效的联合纳米平台的癌症治疗。首次将叶酸(FA)修饰在聚多巴胺(PDA)光热剂上，该光热剂具有良好的近红外吸收和热转换特性。然后在DNA模板上合成温度敏感的银纳米簇(AgNCs)，该模板也装载了抗癌药物阿霉素(Dox)。PDA在癌细胞中积累后，在近红外光激发下产生细胞毒热，用于光热治疗。另一方面，温度的升高能够破坏Ag NCs的模板，导致荧光变化，控制化疗Dox的释放。结合的纳米系统表现出出色的荧光示踪、近红外光热转导以及化疗药物传递能力。体外和体内实验结果均显示出良好的肿瘤生长抑制现象，且无明显不良反应。该研究为肿瘤治疗提供了一个强大的靶向纳米平台，在未来的临床应用中具有巨大的潜在价值。

要点一：

  DNA模板银纳米团簇(AgNCs)是一种由不到100个银原子组成的新型荧光团簇。其大小可与电子的费米波长相媲美。AgNCs由于其优异的光学特性、生物相容性和可调谐的细胞摄取行为，已被广泛应用于细胞成像、生物传感和信息处理等领域。因此，AgNCs是癌症治疗期间药物追踪的良好候选对象。。

要点二：

  本文开发了一种新型的协同化疗光热治疗癌症的纳米平台。DNA为模板合成的AgNCs作为药物载体和成像剂。同时，叶酸(FA)修饰的PDA作为光热治疗的能量转导剂，对叶酸受体过表达的癌细胞具有较高的选择性和结合亲和力成功递送纳米偶联物后，利用辐照启动光热治疗。同时，DNA结构的变化同时促进了化疗药物的控释和荧光成像。在体内实验中，使用了近红外(NIR)激光(808 nm)，它允许光线更深入的穿透和生物组织的低散射/吸收该纳米平台在肿瘤治疗领域具有广阔的应用前景。

 示意图1:试验药物的合成以及实验原理图 

图2: (a)近红外照射前后多巴胺和PDA的照片。(b) PDA@FA不同浓度近红外辐照后的温度升高。(c)不同激光功率密度辐照PDA@FA (200 μg mL^-1)后的温度升高。(d) PDA@FA (200 μg mL^-1)在不同辐照时间下的温度变化。(f)近红外辐照(808 nm, 1 W cm^-2)后水、AgNCs、PDA、PDA@FA和PDA@FA + Dox@AgNCs的温度升高。

图3：(a) HeLa和(d) A549细胞在808 nm激光(2 W cm^-2)照射不同时间后的细胞存活率:(i)未处理，(ii) PDA处理，(iii) PDA@FA处理，(iv) Dox@AgNCs处理，(v) Dox@AgNCs和PDA@FA处理。(b)照射前(c)照射后(Dox@AgNCs和PDA@FA)处理的HeLa细胞的共聚焦图像。(e)照射前后用Dox@AgNCs和PDA@FA处理的A549细胞的共聚焦图像。

图4：荷瘤小鼠在接受近红外辐射和不接受近红外辐射不同治疗后的肿瘤生长情况:Dox@AgNCs, PDA@FA, Dox@AgNCs和PDA@FA。(a)荷瘤小鼠在808 nm激光照射前后的红外热像图。(b)摘取的皮下肿瘤照片(15天)。(c)随时间变化的肿瘤体积生长曲线。(d)治疗后(15天)小鼠肿瘤的重量。(e)凋亡标记物cleaved caspase-3的免疫组化染色。比例尺为20 μm。

参考文献

Jiang, Y.; Sun, M.; Ouyang, N.; Tang, Y.; Miao, P., Synergistic Chemo-thermal Therapy of Cancer by DNA-Templated Silver Nanoclusters and Polydopamine Nanoparticles. ACS Appl Mater Interfaces 2021, 13 (18), 21653-21660.