深圳大學Adv. Mater.：89Zr標記的癌癥細胞膜重組裝形成的多室脂質體在PET示蹤和癌癥靶向診療中的應用

【引言】

細胞膜擁有極好的生物相容性、逃脫免疫系統和網狀內皮系統的能力，因此被認為在癌癥的靶向診療中有很好的潛力。目前，基于生物細胞膜的癌癥診療研究已取得了一些突破性的進展，這些研究主要以光學成像為輔助。由于光學成像的穿透深度限制和不能定量的特點，這些前期的研究工作在藥物代謝動力學上的問題上很難解釋。而基于生物細胞膜的癌癥診療系統的藥物代謝動力學研究可以幫助科研工作者更好地設計和改進診療系統，因此開發可定量、精準和可長期成像的生物膜納米粒子，來實現診療過程中的分布和代謝示蹤就顯得十分必要了。

【成果簡介】

近日，深圳大學醫學部的何前軍教授和光電學院的張晗教授，與美國威斯康星大學麥迪遜分校的蔡偉波教授課題組合作，聯合開發了一種⁸⁹Zr標記的癌細胞膜重組裝形成的多室脂質體，并在PET示蹤和癌癥靶向診療中取得了很好的效果。在這個工作中，作者將Tween-80引入癌細胞膜，合成了一種新型的多室脂質體(MCLs)。四羧基苯基卟啉(TCPP)作為熒光指示劑和光動力學治療的光敏劑被引入MCLs。MCLs又通過螯合劑p-SCN-deferoxamine為橋連，連接⁸⁹Zr，形成最終的納米結構，⁸⁹Zr-Df-MCL。在后續的動物實驗中，⁸⁹Zr-Df-MCL表現出了卓越的放射化學穩定性、更好的腫瘤滲透性和滯留效果；在保持長期且有效的光動力學治療效果同時，也能通過肝臟排泄從體內清除。這種MCLs構建方法也為其他癌癥的治療提供了新的思路。該成果以題為"Reassembly of ⁸⁹Zr-labeled Cancer Cell Membranes into Multicompartment Membrane-Derived Liposomes for PET-Trackable Tumor-Targeted Theranostics"發表在Adv. Mater.上。

【圖文導讀】

圖1 MCLs的制備過程和⁸⁹Zr標記

(A)MCL制備示意圖

(B)Tween-80膠束、細胞膜納米囊泡（CMVs）和MCLs的粒徑

(C,D)CMVs和MCLs的TEM圖

(E)⁸⁹Zr在不同時間對Df-MCLs的標記效率

(F)⁸⁹Zr-Df-MCLs對應不同時間的薄層色譜放射自顯影圖

(G)⁸⁹Zr-Df-MCLs的血清穩定性

圖2?⁸⁹Zr-Df-MCLs的生物體分布和肝臟排泄

(A)⁸⁹Zr-Df-MCLs靜脈注射小鼠體內PET成像(0.5, 1, 2, 5, 12, 24, 48和72小時)

(B)在不同時間點，肝臟通過糞便清除⁸⁹Zr-Df-MCLs

(C)不同時間點糞便的PET成像

(D)1h主要器官的PET成像

(E)24h主要器官的PET成像

圖3 ⁸⁹Zr-Df-MCLs的腫瘤靶向和治療

(A)含有4T1腫瘤的小鼠在靜脈注射⁸⁹Zr-Df-MCLs后在不同時間點的PET成像

(B)腫瘤內不同時間點的靜脈注射⁸⁹Zr-Df-MCLs含量

(C)含有4T1腫瘤的小鼠在靜脈注射⁸⁹Zr-Df-MCLs 72小時后，89Zr-Df-MCLs在不同器官中的分布

(D)小鼠經過不同處理過程后的體重變化

(E)小鼠經過不同處理過程后，體內的腫瘤變化

圖4?淋巴結的PET成像

(A)⁸⁹Zr-Df-MCLs小鼠足下注射后，在不同時間點的淋巴結PET成像

(B)在不同時間點，小鼠足下和淋巴結中的⁸⁹Zr-Df-MCLs含量

(C)足下注射24小時后，體內和體外小鼠足下和淋巴結的⁸⁹Zr-Df-MCLs含量

(D)足下注射24小時后，淋巴結和小鼠的體外PET成像

【小結】

這個工作設計了一種以細胞膜重組裝的方法來構建多室脂質體。多室脂質體與p-SCN-deferoxamine連接，通過后者的螯合作用，構建了⁸⁹Zr-Df-MCLs。⁸⁹Zr-Df-MCL表現出了卓越的放射化學穩定性、更好的腫瘤滲透性和滯留效果；在保持長期且有效的光動力學治療效果同時，也能通過肝臟排泄從體內清除。此工作為后續的癌癥納米診療工作提供了一種新的思路。

文獻鏈接：Reassembly of?⁸⁹Zr-Labeled Cancer Cell Membranes into Multicompartment Membrane-Derived Liposomes for PET-Trackable Tumor-Targeted Theranostics. (Adv. Mater., 2018, DOI: 10.1002/adma.201704934)

【作者簡介】

張晗，深圳大學特聘教授、深圳市黑磷光電技術工程實驗室主任。首屆基金委優青、中組部青千、省杰青等。主要從事二維材料信息光電子與生物光子技術研究研究，近五年來，以通信作者發表中科院一區論文50余篇，包括PNAS、Nature Communications等，封面論文超過30篇。論文總SCI引用超過1萬次，H-index為50，兩篇論文入選入選中國百篇最具影響力國際學術論文。兼任民盟中央委員、廣東省政協委員、深圳市政協委員、 《Photonics Research》等多個SCI期刊副主編、中國激光青年編委會秘書長等。

本文由材料人學術組gaxy供稿，材料牛整理編輯。 ?

材料牛網專注于跟蹤材料領域科技及行業進展，這里匯集了各大高校碩博生、一線科研人員以及行業從業者，如果您對于跟蹤材料領域科技進展，解讀高水平文章或是評述行業有興趣，點我加入編輯部大家庭。 ?

歡迎大家到材料人宣傳科技成果并對文獻進行深入解讀，投稿郵箱tougao@cailiaoren.com。

投稿以及內容合作可加編輯微信：RDD-2011-CHERISH，任丹丹，我們會邀請各位老師加入專家群。 ?

材料測試，數據分析，上測試谷！