图1. SBTO NPs介导线粒体膜电位去极化的声动力治疗机理示意图。
胶质瘤是中枢神经系统（CNS）最常见的恶性原发肿瘤，具有高转移复发性和高死亡率等特征。声动力疗法（SDT）因其低侵入性、深穿透性和安全性，在胶质瘤治疗中得到了广泛的研究。此外，超声（US）联合微泡（MBs）可以有效地促进药物穿过血脑屏障（BBB）进入脑内，进而提高SDT效率。尽管如此，SDT效果仍受到声敏剂的电子-空穴对快速复合的制约。近日，由上海交通大学CIIIC实验室涂圣贤教授/王富副教授团队与暨南大学范晓芸教授团队合作，提出了基于超声双重作用的压电-声动力治疗策略。
作者报道了一种具有内置电场/转铁蛋白（Tf）修饰的层状铋基压电材料（SBTO NPs），旨在有效治疗原位脑胶质瘤。在US外力作用下，SBTO NPs的正负电荷发生偏移，形成内部极化电场，阻碍电子-空穴对的复合，增强ROS的产生能力。同时，US联合MBs以及Tf靶向的联合方法实现了SBTO NPs在原位病灶的有效富集。实验结果表明，NPs在肿瘤微环境中表现出更高的细胞毒性，且在线粒体中选择性富集，产生ROS以及压电场，诱导线粒体去极化的发生。活体实验表明，SBTO NPs在原位胶质瘤小鼠模型中取得了优异的治疗效果。该研究探索了一种新型的压电-声动力治疗途径，利用US的多功能性和穿透性打开BBB和激活声敏剂，为深层胶质瘤治疗提供了新的研究基础。
图2. (A) SBTO NPs的压电机理和晶体结构示意图；(B) SBTO NPs孵育的U87-LUC细胞的TEM图像；(C) 使用生物发光成像监测不同组小鼠的胶质瘤体积；(D) 不同组小鼠脑胶质瘤切片的H&E染色图。
王富，上海交通大学长聘教轨副教授，中组部第十一批青年特聘专家。主要从事超分辨荧光与光谱成像、多模态光学诊疗的研究，在Advanced Materials、Advanced Functional Materials、ACS Nano、Nano Letters等杂志发表论文50多篇。他引次数4000余次，其中有四篇文被评为ESI高引用文章。主持科技部重点研发项目课题、中科院科研装备研制等项目、国家自然科学基金面上等项目。担任中国生物医学工程学会生物医学光子学分会委员，中国光学学会生物医学光子学分会副秘书长，中国激光杂志社、BMEMat、JIOHS等期刊青年编委。
本研究由国家重点研发计划（Grant No. SQ2021YFF0500363）和深圳市科技计划（JCYJ20210324123610030）资助.
