基因表达的精准调控与靶向治疗策略的开发是当前癌症研究的重点。乳腺癌作为一种高度异质性的疾病,其不同亚型对治疗的反应差异显著,尤其是 Luminal A 亚型,尽管常见,却缺乏高效的特异性靶向治疗方案。近年来,基于聚集诱导发光( Aggregation-Induced Emission, AIE )的光敏剂在光动力治疗( Photodynamic Therapy, PDT )中展现出巨大潜力,其在高浓度下发光增强的特性,为肿瘤成像与治疗提供了新思路。然而,如何实现肿瘤特异性靶向并减少对正常组织的损伤,仍是当前研究的难点。
近日,香港科技大学唐本忠团队与香港大学陈建萍团队 合作,在
Advanced Science期刊上发表了题为
Strategic Design of Aptamer-Guided Aggregation-Induced Emission Nanoparticles for Targeted Photodynamic Therapy in Breast Cancer的研究论文 。该研究成功开发了一种名为MF3Ec-TBPP的纳米颗粒,通过将AIE光敏剂TBPP与特异性识别MCF-7细胞( Luminal A 亚型)MF3Ec适配体相结合,实现了对乳腺癌细胞的高效靶向与光动力治疗,并在体内外实验中显著抑制肿瘤生长。 港科大博士后 马俊豪 和香港科学园博士后 刘青青为本文的共同第一作者。
研究人员首先深入研究了 TBPP 的光物理性质,发现其在不同水含量下表现出不同的聚集行为与 ROS 生成能力。通过分子动力学模拟与量子化学计算,他们揭示在 fw = 99% 条件下 TBPP 分子更易发生平面构象变化,从而增强系间窜越( ISC )效率,促进 ROS 生成。而在 fw = 80% 条件下,分子构象扭曲,发光增强但 ROS 生成减少 。
在此基础上,团队构建了由 DSPE-PEG 、胆固醇和 DPPC 组成的纳米载体,并将 MF3Ec 适配体修饰于其表面,形成 MF3Ec-TBPP NPs 。值得注意的是, DPPC 不仅作为结构稳定剂,还意外地 显著抑制了单线态氧( Type-II ROS )的生成 ,从而在纳米颗粒循环过程中减少对非靶组织的损伤,这一发现为纳米载体的功能设计提供了新思路 。
体外实验表明, MF3Ec-TBPP NPs 能特异性结合 MCF-7 细胞膜,并在光照下有效释放 TBPP ,激活 ROS 生成,诱导细胞凋亡。进一步的体内实验在小鼠 MCF-7 和 SK-BR-3 双肿瘤模型中进行,结果显示 NPs 能特异性积累于 MCF-7 肿瘤区域,并在光照后显著抑制肿瘤生长,组织切片显示明显坏死区域,而主要器官未见明显损伤,表现出良好的生物相容性 。
本研究的主要创新点在于将 AIE 光敏剂与特异性适配体相结合,实现了对乳腺癌亚型的精准靶向,并发现 DPPC 可调控 ROS 的生成类型,从而增强治疗安全性。此外,所构建的双功能纳米平台兼具诊断成像与治疗功能,为个性化医疗提供了新型工具。尽管该研究在靶向性和治疗效应方面取得了显著进展,作者亦指出若干局限性:例如, NPs 在肝、肾等器官中的蓄积可能引发长期毒性问题;同时,有限的光穿透深度也制约了其对深层肿瘤的治疗效果。今后的研究需进一步优化其药代动力学特征,并探索与其它治疗策略(如上转换纳米材料)的联合应用,以拓展其临床应用潜力。
原文链接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202503358
制版人:十一
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