JACS：基于肽-卟啉自組裝的光熱納米點用于抗癌治療

【引言】

光熱治療（PTT）由于具有溫和、治療程序簡便、治療時間短、恢復速度快等優點廣泛應用于腫瘤的治療中。在光熱治療中光敏劑的使用至關重要，光敏劑不僅可以將光能轉變為熱量消融癌癥細胞，而且用于光聲（PA）成像中比傳統的成像技術有更高的分辨率。迄今為止，出現過各種無機和聚合物光敏劑但是由于生物安全性等問題在臨床中一直得不到較好的效果。因此，設計和創造出一種理想的光敏材料還面臨著很大的挑戰。

【成果簡介】

近日，來自中科院過程工程所的閆學海研究員（通訊作者）在多肽和卟啉的生物組織中受到啟發，通過光敏卟啉的肽自組裝采用超分子策略構成光熱納米點。卟啉的自組裝特性誘發J聚合物作為納米點的基礎結構，使納米點的結構能抑制熒光散射和單線態氧的產生，從而使光到熱的轉變具有更高的效率。

【圖文導讀】

圖1 肽-卟啉（TPP-G-FF）自組裝到光熱肽-卟啉納米點（PPP-NDs）的過程圖

a) PP-G-FF的分子結構和自組裝過程圖解

b) PPP-NDs在濃度為0.2mg.mL^-1水中的動態光散射（DLS）尺寸分布

c) PPP-NDs的透射電鏡（TEM）圖像

d,e) PPP-NDs的原子力顯微鏡（AFM）圖像

圖2 ?PPP-NDs的穩定性能

a) 新近準備的和老化的PPP-NDs動態光散射（DLS）尺寸輪廓對比

b) PPP-NDs在含有氯化鈉（NaCl）水溶液中的紫外可見吸收光譜（UV-vis）

c) PPP-NDs在水中和含有氨基酸和葡萄糖的培養基（DMEM）中動態光散射（DLS）尺寸輪廓

d) 不同濃度的PP-NDs動態光散射（DLS）尺寸輪廓對比

圖3 ?PPP-NDs的光熱和光聲性能

a) PPP-NDs在水中不同光強度作用在溫度的升高曲線

b) PPP-NDs在水中使用635nm的激光輻射下的光熱效率，輻射十分鐘后關閉激光

c) 時間對溫度的自然對數在冷卻期的圖表

d) PPP-NDs在不同濃度水中的光聲（PA）圖像

e）小鼠在靜脈注射PPP-NDs后不同時間點的光聲（PA）圖像

圖4 ?PPP-NDs的血液流通情況和生物組織的分布

a) 在靜脈注射PPP-NDs后不同時間點的PPP-NDs在血液中的濃度曲線

b) 在靜脈注射PPP-NDs后不同時間點的PPP-NDs在器官和腫瘤的濃度圖表

圖5 在小鼠體內進行光熱治療效果分析

a) 靜脈注射PPP-NDs的小鼠在持續的激光輻射下的紅外光譜（IR）圖像

b) 隨著輻射時間的增加腫瘤位置平均溫度變化曲線

c) 不同組小鼠的腫瘤數量

d) 不同組小鼠的體重

e) 分別來自控制組和光熱治療組的經蘇木紫和曙紅染色的心臟、脾臟、腎臟、肝臟和肺的對比圖

【小結】

該方法首次實現了通過肽-卟啉自組裝光熱納米點來進行光熱治療，在光熱轉換率上提高了54.2%。為超分子治療上提供了一個新的前瞻性的設計方案，并在生物臨床醫學中得到很好的應用。

文獻鏈接：Biological Photothermal Nanodots Based on Self-Assembly of Peptide–Porphyrin Conjugates for Antitumor Therapy(JACS.，2017，DOI:10.1021/jacs.6b11382)

本文由材料人生物材料組李倫供稿，材料牛編輯整理。

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