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浙大周民团队《Biomaterials》:仿生蛋白冠策略辅助的表面增强拉曼影像探针用于微小肿瘤成像及治疗
2021-03-08  来源:科技

  手术切除是目前大多数恶性肿瘤的一线治疗方案,但是,对肿瘤病灶进行精准,彻底的切除,仍然是临床治疗的难点。特别是结肠癌和卵巢癌等多发性腹腔恶心肿瘤,具有较高的侵袭性和转移性,并且会浸润性迁移到周围组织和关键器官等。为此,正电子发射断层扫描(PET)和磁共振成像(MRI)等成像技术常用来对术前肿瘤位置的确定。然而,手术期间组织会发生移位,无法实现实时观察定位。因此,临床上迫切需要更加精准、实时的医学影像技术来指导术中肿瘤精准切除以提高治疗效果。


  近年来,表面增强拉曼光谱(SERS)技术,由于其特殊的指纹图谱(高特异性),高灵敏度的检测限度(可以实现单分子水平),高稳定性,高信噪比,以及操作简便等优势被广泛用于界面和表面科学、材料分析食品安全、环境监测和必威app体育家安全等领域。其中基于金纳米颗粒的SERS技术,受到生物医学领域的重点关注,在细胞与活体组织,特别是肿瘤细胞与肿瘤组织的精准识别具有广阔的应用前景。浙江大学周民研究员团队近年来在拉曼影像生物医学应用领域持续开展工作,发表了一系列相关研究论文(Advanced Sciences 2021;Biomaterials 2020; Biomaterials 2021; WIREs Nanomedicine & Nanobiotechnology 2021; Acta Pharmaceutica Sinica B 2018)。前期研究研发了金纳米拉曼探针的SERS技术,实现了对腹腔卵巢肿瘤/结直肠肿瘤的识别,精准切除和术后清扫。周民团队前期也开展了基于银纳米材料SERS技术监控下的耐药菌感染伤口灭菌及促愈合研究。


  近期,浙江大学周民研究员团队在生物材料领域期刊《Biomaterials》在线发表题为以“Bioinspired protein corona strategy enhanced biocompatibility of Ag-Hybrid hollow Au nanoshells for surface-enhanced Raman scattering imaging and on-demand activation tumor-phototherapy”的研究论文。该课题的主要研究内容是通过仿生蛋白冠策略构建银杂化的中空金拉曼影像探针(hollow AgAu-DTTC-BSA)用于微小肿瘤病灶的精确检测与介导的肿瘤局部光热,光动力以及银离子治疗。


  本研究引入仿生蛋白冠技术对hollow AgAu纳米颗粒进行表面保护,构建了一种SERS活性的可控光激活纳米探针,用于肿瘤病灶的早期诊断和治疗。体内外实验结果表明,设计的hollow AgAu-DTTC-BSA 的可以抑制银离子的释放,减少活性氧产生,从而减少对正常细胞和组织的毒性,提高药物的生物安全性。通过尾静脉注射入结直肠癌CT26荷瘤小鼠后,可以通过拉曼影像对肿瘤病灶以及转移的肝表面微小病灶进行检测。其中,最小识别肿瘤微小病灶尺度可以小至0.18毫米。随后,在拉曼影像引导下,通过联合近红外激光对肿瘤病灶进行局部辐照,实现肿瘤组织的局部热疗。同时,该方法还可以在肿瘤组织内部激活产生高强度的活性氧并有效局部释放具有肿瘤细胞毒性的银离子,实现了协同治疗效果,有效抑制肿瘤的生长。以上结果说明,该纳米探针是一种集实体肿瘤早期精准检测与协同治疗于一体的纳米药物制剂,为肿瘤高效诊疗提供了一种新技术和策略。



  浙江大学博士生何健,交叉学科博士生魏巧琳(时任杭州师范大学医学部特聘副教授)为本文的第一作者与共同第一作者,周民研究员为论文通讯作者。该研究工作得到了浙江大学附属第二医院眼科中心、浙江大学转化医学研究院、浙江大学现代光学仪器必威app体育家重点实验室等的大力支持。该研究也得到了必威app体育家重点研发计划、必威app体育家自然科学基金等项目资助。


  论文链接:https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2021.120734

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(责任编辑:xu)
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