作者:宋国胜等 来源:《德国应用化学》 发布时间:2021/9/27 14:45:24
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湖南大学构建智能纳米酶平台对癌症治疗过程中纳米酶活性实时成像

 

近日,湖南大学宋国胜教授带领学生通过将纳米酶与分子成像策略结合构建了一个智能纳米酶平台。研究发现,该纳米酶平台输出的比率型NIRF-PA信号与其类酶活性有良好的相关性。

2021年9月23日,该研究以“Smart Nanozyme Platform with Activity-Correlated Ratiometric Molecular Imaging for Predicating Therapeutic Effect”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed.上。该论文的第一作者为博士生滕丽丽和硕士生韩小雨。

自2007年关于氧化铁纳米粒子具有类过氧化物酶特性的开创性报道以来,纳米酶,一类具有类酶特性的纳米材料,因其在稳定性、催化活性和成本等方面的优异表现而受到广泛关注。近年来,许多纳米酶(如氧化铁、钯、掺氮多孔碳纳米球等)也逐渐被用于肿瘤催化治疗。但是,对于纳米酶活性的评估方法目前仍停留在体外水平,但是由于体内复杂的生物环境,体外评估类酶活性的方法已经不能准确评估纳米酶在体内的功能发挥,更不能实现对体内治疗效果的有效评估。

目前监测癌症治疗的策略主要包括荧光成像、光声(PA)成像、磁共振成像(MRI)、或化学发光等。然而,大多数成像策略基于单信号输出,会受到生物背景的影响,在活体成像过程中可能会造成模糊。值得注意的是,比率法可以克服这些问题,大大提高分子成像的准确性和灵敏度,因为它具有有效的内参,因此输出结果仅取决于由目标引起的两个或多个信号的比率。众所周知,近红外荧光(NIRF)成像具有灵敏度高、响应快的特点,而PA成像在体内具有较高的成像深度和空间分辨率。因此,具有比例信号的NIRF结合PA成像探针将非常有助于准确监测体内纳米酶的催化活性,这可能有利于实现精准和个体化的癌症治疗。

湖南大学宋国胜教授带领学生通过将纳米酶与分子成像策略结合构建了一个智能纳米酶平台。该智能纳米酶平台不仅包含具有类氧化酶活性的纳米酶部分,该部分可以用于被酸性肿瘤微环境激活的肿瘤特异性治疗;此外,还包含分子成像部分,该部分可以通过同时输出比例型NIRF-PA双模信号来自我报告催化活性。研究发现,该纳米酶平台输出的比率型NIRF-PA信号与其类酶活性有良好的相关性。在细胞水平也验证了这种先关性。在活体水平也展示了其治疗效果,并且与其比率型双模成像信号的变化一致。

因此,在本研究中报道的用于癌症治疗过程中纳米酶活性实时成像的纳米平台可能为评估其治疗效果和指导个性化治疗提供一种简便的策略,有望最大限度地提高癌症治疗的效果和减少不良副作用。(来源:科学网)

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/anie.202110427

 
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