Angew. Chem. Int. Ed.：湖南大學譚蔚泓院士團隊發明兼具光熱治療和抵抗炎癥反應的AuNR@G-P-aspirin納米膠囊

【引言】

對于傳統癌癥治療手段而言，光熱療法（Photothermal therapy，以下簡寫為PTT）是一種有潛力的替代或者輔助治療手段。PTT是利用激光照射下的光吸收劑來殺死癌癥細胞，并且近年來已經進入臨床試驗階段。影響實體瘤光熱消融效果的因素主要是光熱治療劑在NIR區域的吸收和對腫瘤組織的穿透深度。在激光照射下，溫度通常在41-48℃或甚至更高的范圍內升高。然而，這樣的溫度條件通常會引起細胞的壞死（包括破壞細胞膜的完整性，釋放細胞內物質），進而引發細胞的炎癥反應。炎癥反應的發生會反過來刺激腫瘤再生而阻礙后續治療。針對這種相互制約的癌癥光熱治療治療現狀，研發一種可實現光熱治療的增強并同時抑制PTT誘導炎癥反應的癌癥治療策略成為研究的熱點方向。

【成果簡介】

近日，湖南大學譚蔚泓院士和陳卓教授（共同通訊作者）團隊在Angewandte Chemie International Edition在線發表了一篇題為“Simultaneous Application of Photothermal Therapy and an Anti-inflammatory Prodrug using Pyrene–Aspirin-Loaded Gold Nanorod Graphitic Nanocapsules”的文章，介紹了可實現光熱治療和抵抗炎癥反應協同作用的納米膠囊。該研究最大的創新點在于研究者發明的納米膠囊在兼具金納米棒光熱效應，同時其表面攜帶的阿司匹林可以對PTT引起的炎癥反應進行抑制。不僅實現了對癌癥的光熱治療，還可以抑制炎癥反應，進而抑制癌癥的復發與再生，實現癌癥的徹底治療。這一材料的發明為后續癌癥治療的研究提供了新的方向和思路。

【圖文導讀】

圖1. AuNR@G的進一步表征和光熱效應

a）AuNR@G的TEM表征和示意圖。

b）AuNR@G的HR-TEM表征。

c）AuNR@G的紫外可見光譜。

d）AuNR@G的拉曼光譜。

e）通過AuNR@G染色的Hela 細胞的拉曼成像照片（BF，明場）。

f）不同濃度AuNR@G溶液和0.25mg/mL的GIAN的加熱升溫曲線。

g）AuNR@G （0.25mg/mL）和GIAN（0.25mg/mL）溶液在不同激光強度下加熱的升溫曲線。

h）通過AuNR@G染色并激光照射后并經過碘化丙啶染色的Hela 細胞的CLSM照片。

圖2. AuNR@G-P-aspirin的合成過程以及體外治療實驗

a) ?P-aspirin的合成過程。

b) 表面修飾過程和P-apirin從AuNR@G上釋放的圖解過程。?

c) 經過P-aspirin, AuNR@G和AuNR@G-P-aspirin 復合物處理后Hela 細胞的活性。

d-e) 不同Hela細胞經過LPS或培養基處理后，RAW264.7巨噬細胞的TNF-a和IL- 6水平變化。?

圖3. 體內動物水平抗癌和抗炎癥反應效果評價

a) 在老鼠移植瘤模型上評價AuNR@G-P-aspirin復合物治療效果的步驟。?

b) 不同組老鼠體重變化。?

c) 不同處理組的腫瘤體積變化曲線。?

d) 治療7天后不同組腫瘤體積變化曲線和抑制曲線。

e-f) 不同處理組老鼠血清中細胞因子水平評價。（1#: d-PBS, 2#: d-PBS + laser, 3#: AuNR@G + laser, 4#: AuNR@G-P-aspirin + laser）

圖4. AuNR@G-P-aspirin復合物抑制PTT相關炎癥的抗炎機制的圖解過程

PTT治療后腫瘤細胞的壞死是殺死腫瘤細胞的主要形式。激光照射后，在AuNR@G-P-aspirin 復合物作用下，aspirin的釋放會使細胞炎癥因子的表達降低（如：白細胞介素-6和腫瘤壞死因子-α表達降低），進而抑制炎癥反應，抑制腫瘤的復發和再生。

【小結】

利用1-芘甲醇合成抗炎癥前藥 : 芘-阿司匹林（P-aspirin），前藥上攜帶的可分裂酯鍵，有利于與金納米棒封裝的石墨納米膠囊（AuNR@G）的結合。通過π-π鍵相互作用得到的光熱治療劑，AuNR@G-P-aspirin 復合物可用于近紅外光激發下實體種瘤的光熱消融治療，與此同時，阿司匹林在腫瘤環境下的釋放可以實現對PTT引發的炎癥反應的抑制。在實現癌癥治療的同時，阿司匹林的釋放抑制了PTT帶來的炎癥反應等一系列影響癌癥治療效果的副反應，為癌癥治療開辟了新思路。

文獻鏈接：Simultaneous Application of Photothermal Therapy and an Anti-inflammatory Prodrug using Pyrene–Aspirin-Loaded Gold Nanorod Graphitic Nanocapsules（Angew. Chem. Int. Ed.，2017，DOI: 10.1002/anie.201709648）

本文由材料人編輯部南渡編譯，周夢青審核，點我加入材料人編輯部。

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