点击上方“蓝色”字体，关注我们哦！
Chem. Eng. J.
《Chemical Engineering Journal》（IF = 13.3）近日发表了上海师范大学安璐教授和上海健康医学院田启威教授的最新研究成果，文章标题为“Calcium ion rapid release and dual-mode synergistic regulation influx for enhanced therapeutic efficacy”。文中设计了一个内源性 H2S 响应型 Ca2+ 递送纳米药物 Ca2+@HKUST-1@PVP，不仅可以准确地将 Ca2+ 传递和释放到肿瘤中，还可以通过上调 ROS 和光热效应增加 Ca2+ 流入肿瘤细胞，从而有效提高 Ca2+ 超载对结肠癌的治疗效果。
文章重点
结肠癌是一种消化道恶性肿瘤，其特点是发病率和死亡率都很高。传统的治疗方法，包括手术切除、放疗和化疗，往往伴随着一系列的副作用，如疼痛、疲劳和耐药性的发展。离子干扰疗法，即利用细胞内离子过载（如 Zn2+、Mn2+ 和 Ca2+）的原理来根除肿瘤细胞，作为一种有前途的微创癌症治疗途径脱颖而出。基于细胞内 Ca2+ 超载原理的钙离子干预治疗已成为一种有前途的非侵入性肿瘤治疗策略。然而，Ca2+ 的精确传递到肿瘤部位和 Ca2+ 内流的有效调节是提高离子干预治疗效果的关键。
对肿瘤微环境有反应的智能给药系统可以将治疗剂直接递送到肿瘤，从而减少对周围健康组织的副作用。此外，Ca2+ 超载诱导的细胞毒性往往受到肿瘤细胞自我调节钙离子平衡能力的限制。为了克服这一限制，一种常见的策略，包括快速和广泛地释放 Ca2+，同时激活Ca2+ 通道，以促进它们快速流入细胞，被用于 Ca2+ 超载治疗。另外，温度超过 43℃ 诱导的热效应和活性氧（ROS）的上调分别被证明可以有效地触发瞬时受体电位（TRP）通道的打开，可促进 Ca2+ 内流。
因此，有必要设计一个响应型纳米药物，不仅可以准确地传递 Ca2+，还可以上调肿瘤细胞的 ROS 和打开 TRP 离子通道，从而增强钙超载治疗结肠癌的疗效。
图1. Ca2+@HKUST-1@PVP纳米药物的制备及促进Ca2+超载消融肿瘤的示意图。
文中制备了一种新型的内源性硫化氢（H2S）响应型纳米药物 Ca2+@HKUST-1@PVP，HKUST-1 在纳米药物内的整合可以与肿瘤内源性 H2S 选择性反应，触发 Ca2+ 的快速释放（两小时内约 80%），并同时生成具有近红外（NIR）吸收特性的硫化铜（CuS）。这些 CuS 作为高效光热剂和芬顿反应催化剂，通过光热和活性氧（ROS）机制的双重作用协同调节 Ca2+ 通道，颠覆了肿瘤内部的钙稳态，并极大地增强了钙超载所带来的细胞毒性作用。
图2. Ca2+@HKUST-1@PVP的体内光声成像和热成像。
通过体外液相响应实验中 Ca2+@HKUST-1@PVP 的 PA 信号随响应时间的变化，表明该纳米药物作为肿瘤诊断的有效显像剂的适用性。于是，在 CT-26 荷瘤小鼠中，使用 PA 成像监测静脉注射后肿瘤部位 Ca2+@HKUST-1@PVP 的累积，注射后 12 小时 PA 信号最明显，表明此时肿瘤部位积聚最佳。热成像证实了 Ca2+@HKUST-1@PVP 在肿瘤部位的有效积累，小鼠肿瘤温度从大约 35℃ 迅速升高到 43℃，可有效触发 Ca2+ 内流。
图3. Ca2+@HKUST-1@PVP的体内协同抗肿瘤效应。
通过对 ROS 和 Ca2+ 的免疫荧光染色，确定了 ROS 和光热效应对 Ca2+ 流入肿瘤细胞的协同促进作用，治疗结束时收集的肿瘤组织证实，Ca2+@HKUST-1@PVP+1064 nm 激光组肿瘤消融成功。这表明 Ca2+@HKUST-1@PVP 作为光热协同 ROS 增强离子干扰治疗结肠癌细胞的靶向纳米药物的潜力。
文章中光声成像部分的实验数据用的是 TomoWave 自主研发的 LOIS-3D 小动物全身 3D 光声成像系统。
论文信息：
Calcium ion rapid release and dual-mode synergistic regulation influx for enhanced therapeutic efficacy
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.155749
特姆威隆重推出光声成像测试服务，点击下方图片查看详细信息呦！
特姆威光声成像产品线
特姆威简介
特姆威联系方式
特姆威（苏州）医学影像有限公司
END
扫码关注
发现更多精彩
精彩回顾
点击跳转
