研究进展:癌症对人类健康构成重大全球威胁。纳米医学的快速发展引入了多功能辐射敏化剂,为提高肿瘤细胞的放射敏感性提供了更多途径,并在肿瘤放射治疗中展示了巨大的潜力。然而,其临床应用仍然面临挑战,例如成本高、制备过程复杂等。因此,开发高效、低毒性的纳米辐射敏化剂至关重要。
解决方案:在本文中,作者通过自组装方法合成了一种纳米药物,称为AID(图1),它结合了ATO、IR820和DOX,以实现放射治疗的三重致敏。由于π−π堆叠和疏水相互作用,AID纳米药物表现出均匀的尺寸和形态。通过优化这三者的比例,自组装AID纳米药物表现出均匀的尺寸和形态、高载药能力和较强的长期稳定性(图2)。此外,AID纳米药物可以优先积累在肿瘤区域,增强了溶酶体和线粒体的吸收和内化(图2)。在EPR效应、轻度热疗、血液扩张、氧气经济性和致敏放疗化疗的帮助下,AID纳米医学诱导了活性氧和单线态氧的产生,同时降低了线粒体膜杀死肿瘤细胞的电位。此外,AID纳米医学与近红外和放疗的联合治疗显著抑制了肿瘤生长,展示了体内抗肿瘤作用(图3)。

图1:(a)ATO、IR820和DOX通过π−π堆叠和疏水相互作用的自组装。(b)荷瘤小鼠静脉注射AID纳米药物,随后进行近红外治疗和致敏放疗。(c)溶酶体和线粒体对AID纳米药物的摄取以及用于肿瘤抑制的活性氧(ROS)、单线态氧、线粒体膜电位(MMP)和氧含量的产生。(d)通过降低线粒体电子传递链复合物I/II/III/IV/V活性和破坏线粒体氧化呼吸链来改善肿瘤缺氧。
图2:(a)不同进料比ATO、IR820和DOX的AID纳米药物的水合物粒径分布。(b)不同进料比ATO、IR820和DOX的AID纳米药物的Zeta电位。(c)AID纳米药物的TEM图像。(c,d)不同处理时间的溶酶体(c)或线粒体(d)与AID纳米药物共定位。
图3:(a)AID纳米药物与NIR和放疗治疗的体内抗肿瘤实验图解。(b)第24天收获的4T1肿瘤的代表性图像。(c)第24天收获的4T1肿瘤的肿瘤重量。(d)第24天4T1肿瘤的相对肿瘤体积。(e)第24天4T1荷瘤小鼠的体重。
结论:本文通过自组装方法成功合成了基于ATO、IR820和DOX的AID纳米药物,其可以优先积累在肿瘤区域,增强溶酶体和线粒体的吸收和内化。AID纳米药物与近红外和放疗的联合治疗显著抑制了肿瘤生长,展示了体内抗肿瘤作用。可用于未来放疗的三重致敏。