南工团队研制可降解纳米“绣球花”

　　“为了解决肿瘤乏氧这一难题，我们将设计合成的氮杂氟硼荧类光敏剂与抗癌药物多柔比星，共同负载到绣球花结构的MnO2纳米颗粒中，制备了肿瘤微环境刺激响应的降解纳米平台，从而提高了肿瘤治疗效果。”南京工业大学董晓臣教授说。

　　据董晓臣教授介绍，肿瘤微环境具有“乏氧”(供氧量不足)的特征，虽然癌细胞比较适应这种乏氧环境，但许多氧气依赖性的治疗方案，却无法在肿瘤患者体内取得理想的治疗效果。比如光动力治疗，就需要肿瘤内的氧气转化成单线态氧以杀死癌细胞，如果没有氧气，就没有足够的单线态氧生成。日前，董晓臣课题组这一研究工作发表在权威期刊《Biomaterials》(生物材料)上。

　　为了克服肿瘤乏氧，董晓臣课题组将设计合成的aza-BODIPY(氮杂氟硼荧)类光敏剂与抗癌药物(多柔比星，DOX)共同负载到具有绣球花结构的MnO2纳米颗粒中，制备了肿瘤微环境(TME)刺激响应的可降解纳米平台(MDSP NP)。“将光敏剂和抗癌药放到绣球花结构的孔洞中，纳米平台中的MnO2遇到微酸性、多过氧化氢的肿瘤微环境，与其中的H2O2和H+快速反应，产生氧气，从而克服肿瘤乏氧问题。”论文第一作者、南京工业大学博士研究生唐倩云介绍，“同时，还实现了抗癌药物在肿瘤部位的原位释放，极大提高了化疗与光动力治疗的疗效。而光敏剂在近红外光的照射下，光热性能可以诱导轻度热疗，使得血流加快，带来更多氧气，进一步缓解乏氧，促进纳米粒子的摄取，进一步降低耐药性，提高治疗效率。”

　　“MnO2具有荧光淬灭效果，与光敏剂一起时会淬灭光敏剂的荧光。但由于它与肿瘤微环境中的H2O2和H+会快速反应降解，这样就能实现荧光打开，实现药物释放的监测;而体内荧光和光声成像又能揭示纳米平台优先累积所在的肿瘤部位，这样就可以‘看到’肿瘤部位的具体情况。”唐倩云表示，体外和体内研究证明，这种肿瘤微环境刺激响应性自产氧纳米平台，可以实现成像介导的肿瘤化学/光动力学/光热协同治疗。

　　关于肿瘤微环境，研究团队的成员邵进军解释，“与正常组织不同，肿瘤尤其是实体肿瘤为了满足自身快速生长的需要，发展了一个由肿瘤细胞本身以及基质细胞、微血管、组织液、细胞外基质等共同组成的独特的肿瘤生长环境——肿瘤微环境。”肿瘤细胞的快速增殖、代谢途径的改变以及肿瘤血管发育不完全、分布不均一等原因，使肿瘤微环境具有微酸性(H+)、乏氧(缺少氧气)、有比较多的过氧化氢(H2O2，即双氧水)、各种相关蛋白质过度表达等几大特征。“而伴随着细胞的癌变以及积累，由于肿瘤组织中癌细胞的快速增殖以及肿瘤血管发育不完全、分布不均一，导致供氧量不够(即‘乏氧’)这一显著特征。”邵进军说。