NSR:清華大學朱永法等團隊開發新方法:10分鐘內消除腫瘤,50天內小鼠存活率從0上升到100%

2020-07-07 生物探索 生物探索

光催化治療后50天小鼠存活率從0%增加到100%?;谶策墓獯呋瘎┯捎诔叽邕x擇作用可以被癌細胞靶向地內化而不進入正常細胞。

根據最新統計,癌癥仍然是全世界公共衛生的嚴重威脅,迫切需要新的癌癥治療方法。目前,大多數臨床癌癥療法仍然難以完全治愈癌癥并具有嚴重的副作用,這導致轉移,擴散和耐藥性突變??焖?,完整,針對性和安全的腫瘤治療仍然是癌癥治療中的關鍵問題。

2020年7月2日,清華大學朱永法及中國科學院理化技術研究所Shanyue Guan共同通訊在National Science Review 在線發表題為“Photogenerated holes induced rapid eliminating of solid tumors by the supramolecular porphyrin photocatalyst”的研究論文,該研究建立了一種超分子光催化劑Nano-SA-TCPP,可在600-700 nm波長下進行照射,治療實體瘤,實體瘤(100 mm3)可以在10分鐘內消除。

光催化治療后50天小鼠存活率從0%增加到100%?;谶策墓獯呋瘎┯捎诔叽邕x擇作用可以被癌細胞靶向地內化而不進入正常細胞。該療法對正常細胞和生物體沒有毒性和副作用。而且,光催化療法對多種癌細胞系有效。由于其高效,安全和通用性,光催化療法為我們提供了征服腫瘤的新方法。

用于癌癥治療的納米藥物已廣泛用于臨床前和臨床應用,尤其是采用光療方法,可以精確地靶向腫瘤并最大程度地減少對正常細胞的損害。光熱療法(PTT)利用納米顆粒的光熱效應在42°C以上產生局部熱量以殺死癌細胞。PTT具有一些引人入勝的獨特優勢,例如其侵襲性小和有效性高。

然而,光熱劑(PTA)的金屬和碳基納米材料很難被代謝,從而導致累積毒性并對大腦,腎臟,肝臟和其他器官造成永久性損害。光熱劑(PTA)的有機小分子,相對較低的光熱穩定性和光熱轉化效率(PCE)限制了其臨床應用。對于其他PTA,如其他無機2D材料和聚合物納米粒子,其合成策略過于復雜,通常具有較大的尺寸分布。

另一種臨床批準的光療法是光動力療法(PDT),它利用光活化光敏劑(PSs)和氧氣產生的外源性活性氧(ROS)殺死癌細胞。由于ROS是化學反應性自由基或源自氧分子的非自由基分子,因此PDT是一種氧依賴性過程,可破壞多種癌細胞。結果,重復的PDT治療沒有耐藥性。盡管有這些優點,但由于缺氧腫瘤微環境中需要氧化性中間物質,因此通常效率低下,需要重復治療。

由光子能量驅動的光催化作用可氧化或還原底物分子。最近,光催化劑已應用于與生命有關的抗菌和抗病毒]領域,這激發了光催化劑可能對腫瘤治療具有作用。不久前,研究人員報道了一種制備自組裝四羧基苯基卟啉(SA-TCPP)的超分子光催化劑的方法,并證明了其被420-750nm波長的光激發的氧化能力?;谶策姆肿铀幬镉捎谄涑錾纳锶萘亢蛦尉€態氧的釋放而被廣泛用于PDT,其中一些已經實現了臨床應用。

眾所周知,光療方法的障礙之一是其滲透深度,這對于檢測也很重要。在600和1200nm之間的紅色/ NIR光區域稱為組織的光學窗口,有利于深度穿透??紤]到上述情況,研究人員試圖利用SA-TCPP的光生孔實現對實體瘤的強氧化殺傷,并形成癌細胞的Theragnostic系統。如果這個想法可行,那么它可能比PDT和PTT更有效,因為它不需要熱量和氧氣,這更適合于腫瘤微環境。

治療機制(圖源自National Science Review )

該研究建立了一種超分子光催化劑Nano-SA-TCPP,可在600-700 nm波長下進行照射,治療實體瘤,實體瘤(100 mm3)可以在10分鐘內消除。 光催化治療后50天小鼠存活率從0%增加到100%?;谶策墓獯呋瘎┯捎诔叽邕x擇作用可以被癌細胞靶向地內化而不進入正常細胞。 該療法對正常細胞和生物體沒有毒性和副作用。 而且,光催化療法對多種癌細胞系有效。 由于其高效,安全和通用性,光催化療法為我們提供了征服腫瘤的新方法。

原始出處:

Zijian Zhang, Li Wang, Weixu Liu, et al. Photogenerated holes induced rapid eliminating of solid tumors by the supramolecular porphyrin photocatalyst. National Science Review, nwaa155, https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa155.



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