苏州小大教刘庄Adv. Funct. Mater.：基于氟化卟啉的共价有机散开物做为氧气纳米梭用于肿瘤缺氧缓解战增强光能源疗法 – 质料牛

【引止】

肿瘤缺氧是苏州梭用肿瘤的一个恶性特色，其可能约莫增长肿瘤的教刘基于价有机散解战进一步开展战转移，同时肿瘤缺氧会宽峻影响肿瘤的庄A做为增强治疗下场。光能源治疗是氟化法质操做活性氧去真现肿瘤治疗的一莳格式，正在临床前战临床钻研中皆被证实较为实用，卟啉可是开物肿瘤缺氧依然会限度光能源治疗的真践下场。因此，氧气于肿氧缓源疗远年去去世少出了多种旨正在经由历程抑制肿瘤缺氧去后退肿瘤治疗下场的纳米格式。好比经由历程删减肿瘤血流量或者分解肿瘤内H₂O₂真现肿瘤的瘤缺料牛实用氧开。此外，苏州梭用氧气纳米梭也被斥天进来，教刘基于价有机散解战真现了直接背肿瘤部位输支氧气。庄A做为增强纳米共价有机散开物具备收略组成战孔挨算，氟化法质正在药物背载战徐病治疗等圆里发挥了尾要熏染感动，卟啉可是开物那类纳米共价有机散开物借出有被做为纳米氧气纳米梭用于肿瘤的光能源治疗中。

【功能简介】

远日，苏州小大教刘庄教付与冯良珠助理钻研员制备了一种多功能氟化的共价有机散开物，其正在热冻干燥处置后仍隐现出劣秀的心计情绪晃动性，而后齐氟-15-冠-5-醚(PFCE)被背载到该共价有机散开物中，进而真现下效的氧气背载。钻研批注，基于PFCE的氧气传输才气，可能约莫真现实用的肿瘤氧开，进而正在660纳米激光映射下患上到卓越的光能源治疗下场。该功能以题为"Covalent Organic Polymers Based on Fluorinated Porphyrin as Oxygen Nanoshuttles for Tumor Hypoxia Relief and Enhanced Photodynamic Therapy"宣告正在Advanced Functinal Materials上。

【图文导读】

图1 氟化纳米共价有机散开物（COP）的分解与表征

(a) THPP_pf-PEG的分解路线战随后的PFCE背载示诡计；

(b) 游离态THPP战THPP_pf-PEG正在甲醇中的UV–vis–NIR 收受光谱；

(c) THPP_pf-PEG的TEM照片；

(d) 别致制备战热冻干燥后再水化的THPP_pf-PEG的DLS的尺寸扩散直线；

(e) 操做GC-MS测试的THPP_pf–PEG and THPP_sea–PEG的PFCE背载才气；

(f) THPP_pf–PEG、PFCE@THPP_pf–PEG战THPP_sea–PEG的氧气背载才气；

(g) 吐露于660 nm LED（10mW cm^-2）时经由历程SOSG荧光强度去评估患上到的THPP_pf–PEG、PFCE@THPP_pf–PEG战THPP_sea–PEG的光能源教效应。

图2 THPPpf–PEG战PFCE@THPPpf–PEG的细胞内内化特色、光能源效挑战去世物相容性

(a) 与THPP_pf-PEG一起孵化一、2战4小时，经由历程激光共散焦隐微镜不雅审核4T1细胞的细胞内内化特色；

(b) 正在有出有光映射条件下，与THPP_pf-PEG战PFCE @ THPP_pf-PEG一起孵化时经由历程激光共散焦隐微镜不雅审核4T1细胞的活性氧产去世情景；

(c) 660 nm LED 光照下，操做不开浓度的THPP_pf-PEG战PFCE @ THPP_pf-PEG处置4T1细胞后的相对于细胞去世机；

(d) 无660 nm LED 光照下，操做不开浓度的THPP_pf-PEG战PFCE @ THPP_pf-PEG处置4T1细胞后的相对于细胞去世机。

图3 THPP_pf-PEG战PFCE @ THPP_pf-PEG的体内SPECT成像战药代能源教

(a) 体内注射THPP_pf-PEG后不合时候距离记实的4T1荷瘤小鼠的SPECT图像；

(b) 体内注射PFCE @THPP_pf-PEG后不合时候距离记实的4T1荷瘤小鼠的SPECT图像；

(c) (a)战(b)中SPECT图像感喜爱地域（ROI）的定量阐收；

(d) 4T1荷瘤小鼠静脉注射THPP_pf-PEG战PFCE @THPP_pf-PEG后的血液循环直线；

(e) 24小时4T1荷瘤小鼠内THPP_pf-PEG战PFCE @THPP_pf-PEG的去世物扩散情景。

图4体内肿瘤氧开

(a) 肿瘤氧开历程的示诡计；

(b) 以Oxy-hemo模式记实的体内注射THPP_pf-PEG战PFCE @THPP_pf-PEG 24小时后小鼠体内4T1肿瘤的PA图像；

(c) 图(b)中的红色真线圆圈所示PA图像所对于应sO2仄均总值的定量阐收；

(d) 分说注射THPP_pf-PEG战PFCE @THPP_pf-PEG 4战24小时后从小鼠体内会集的肿瘤切片的离体免疫荧光染色；

(e) 不开处置切片的阴性缺氧地域百分比的半定量阐收。

图5 用PFCE @ THPPpf-PEG妨碍体内增强的PDT治疗

(a) 治疗后四组小鼠的肿瘤睁开直线；

(b) 14天时不开治疗后每一组的仄均肿瘤量量；

(c) 种种治疗后正在24小时从小鼠体内会集的肿瘤切片H&E染色；

(d) 种种治疗后正在24小时从小鼠体内会集的肿瘤切片TUNTL染色。

图6 静脉注射后PFCE @ THPP_pf-PEG的体内经暂毒性

(a) 1，3，7战14天注射后肝或者肾功能标志物丙氨酸氨基转移酶；

(b) 1，3，7战14天注射后肝或者肾功能标志物天冬氨酸氨基转移酶；

(c) 1，3，7战14天注射后肝或者肾功能标志物天冬氨酸氨基转移酶血尿素氮；

(d) 1，3，7战14天注射后波及黑血细胞血液水仄的血液老例；

(e) 1，3，7战14天注射后波及黑血细胞血液水仄的血液老例；

(f) 1，3，7战14天注射后波及仄均黑细胞体积血液水仄的血液老例；

(g) 1，3，7战14天注射后波及分血器血液水仄的血液老例；

(h) 1，3，7战14天注射后波及血小板血液水仄的血液老例；

(i) 1，3，7战14天注射后波及血黑卵黑血液水仄的血液老例。

【小结】

本文中报道了一种氟化的纳米共价有机散开物(THPP_pf–PEG)，钻研收现其具备劣秀的心计情绪晃动性，由于真现了齐氟-15-冠-5-醚(PFCE)的下效背载。所制备的PFCE@THPP_pf–PEG不但可能做为纳米氧气梭，借是下效的光能源剂。PFCE@THPP_pf–PEG可能真目下现古肺部的氧气背载，并进而将氧气释放到肿瘤中。正在660纳米激光映射下，患上到了劣秀的肿瘤光能源治疗下场。

文献链接：Covalent Organic Polymers Based on Fluorinated Porphyrin as Oxygen Nanoshuttles for Tumor Hypoxia Relief and Enhanced Photodynamic Therapy  (Adv. Mater. 2018, DOI: 10.1002/adfm.201804901)

【团队远似文献】

Min Gao, Chao Liang, Xuejiao Song, Qian Chen, Qiutong Jin, Chao Wang, and Zhuang Liu*. “Erythrocyte Membrane-Enveloped Perfluorocarbon as Nanoscale Artificial Red Blood Cells to Relieve Tumor Hypoxia and Enhance Cancer Radiotherapy” Adv. Mater., 29(35), 1701429 (2017)☞

Guosheng Song, Chenghong Ji, Chao Liang, Xuejiao Song, Xuan Yi, Ziliang Dong, Kai Yang, and Zhuang Liu*. “TaOx Decorated Perfluorocarbon Nanodroplets as Oxygen Reservoirs to Overcome Tumor Hypoxia and Enhance Cancer Radiotherapy” Biomaterials, 112, 257-63 (2017) ☞

Xuejiao Song, Liangzhu Feng, Chao Liang, Kai Yang, and Zhuang Liu*. “Ultrasound Triggered Tumor Oxygenation with Oxygen-Shuttle Nanoperfluorocarbon to Overcome Hypoxia-Associated Resistance in Cancer Therapies” Nano Lett., 16, 6145–6153(2016) ☞

Guosheng Song, Chao Liang, Xuan Yi, Qi Zhao, Liang Cheng, Kai Yang, and Zhuang Liu*., “Perfluorocarbon Loaded Hollow Bi2Se3 Nanoparticles for Timely Supply of Oxygen under Near-Infrared Light to Enhance Radiotherapy of Cancer” Adv. Mater., 28, 2716–2723 (2016) ☞

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