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周民研究员团队发现磁控光合作用微纳机器人可用于靶向肿瘤联合治疗

       近日,周民研究员团队在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)在线发表题为“Photosynthetic biohybrid nanoswimmers system to alleviate tumor hypoxia for triple-modal imaging-guided radio-photodynamic synergetic therapy”的研究论文(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201910395)。研究人员利用一种光合杂化的类生命微泳体微纳机器人,以微藻作为活体支架,“穿上”磁性涂层外衣,靶向输送至肿瘤组织,成功改善肿瘤乏氧微环境并有效实现磁共振/荧光/光声三模态医学影像指导下的肿瘤诊断与治疗。

       光合生物杂交微纳泳体系统(PBNs)是将超顺磁性的四氧化三铁(Fe3O4)纳米颗粒通过浸涂工艺,均匀涂层至光合微藻螺旋藻(Spirulina platensis)表面,得到生物杂交的磁化微纳泳体。这种杂交系统同时保持了微藻高效的产氧活性及Fe3O4纳米颗粒的定向磁驱能力。磁性工程化PBNs能够在外部磁场控制下,靶向运动并积累至肿瘤,通过光合作用原位产生氧气来减轻肿瘤内部乏氧程度,从而提高放射疗法(RT)的效率。同时,经射线处理后PBNs释放的叶绿素能作为光敏剂,在激光照射下产生具有细胞毒性的活性氧(ROS),实现协同光动力治疗(PDT)。在小鼠的原位乳腺癌模型中,经增强的联合治疗展现了明显的肿瘤生长抑制作用。此外,PBNs除了具有Fe3O4涂层带来的优异T2模式磁共振成像功能(MRI)外,还具有基于叶绿素的天然荧光(FLI)和光声成像(PAI)功能,可以无创监测肿瘤治疗情况和肿瘤微环境变化。更重要的是,该微纳泳体能够在体内得到有效降解,为生物杂化材料应用于靶向递送和体内生物医学提供了转化前景。

       论文的第一作者是钟丹妮博士研究生。研究工作得到了浙江大学交叉学科项目、浙江大学恶性肿瘤预警与干预教育部重点实验室、浙江大学现代光学仪器国家重点实验室等的大力支持,该研究也得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、浙江省重点研发计划等资助。
发布日期:2020-02-25 浏览: 556