有机小分子 IC8 纳米颗粒通过诱导细胞凋亡和铁死亡实现恶性肿瘤光热 / 光动力及免疫治疗

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:European Polymer Journal 5.8

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  为提升光免疫疗法对恶性肿瘤的疗效,研究人员设计合成光响应 IC8 纳米颗粒(IC8 NPs)。其具良好生物相容性与稳定性,近红外(NIR)照射下光热转换效率(PCE=65.27%)高、可产 Ⅰ 型光动力效应,能诱导凋亡、铁死亡及免疫应答,为肿瘤治疗提供新平台。

  

恶性肿瘤治疗新突破:光响应纳米颗粒的多模态抗癌策略


在现代肿瘤治疗领域,如何高效且精准地对抗恶性肿瘤一直是医学界的核心挑战。传统治疗手段如手术、化疗和放疗虽在一定程度上发挥作用,但面临着肿瘤复发、转移以及对正常组织损伤等难题。免疫治疗虽通过激活机体自身免疫系统展现出潜力,却存在免疫应答率低、易引发细胞因子风暴等不良反应的局限。光热治疗(PTT)和光动力治疗(PDT)作为新兴的微创治疗方式,凭借时空可控性等优势受到关注,然而单一疗法的效果仍难以满足临床需求。在此背景下,开发兼具多种治疗模式且能激活免疫应答的新型纳米药物,成为突破现有治疗瓶颈的关键方向。

为解决单一免疫治疗和光疗的不足,江西省人民医院的研究人员开展了一项创新性研究。他们设计并合成了一种光响应型有机小分子 IC8 纳米颗粒(IC8 NPs),旨在通过光热 / 光动力治疗联合免疫治疗,为恶性肿瘤提供更高效的综合治疗方案。这项研究成果发表在《European Polymer Journal》,为肿瘤治疗领域带来了新的思路和希望。

主要关键技术方法


研究人员采用纳米沉淀法,将疏水性 IC8 分子包裹于 DSPE-PEG2000中制备 IC8 NPs。通过透射电子显微镜(TEM)对纳米颗粒的形貌进行表征,利用标准曲线校准 IC8 NPs 的浓度,并计算其摩尔消光系数(ε=3.61×105L moL?1cm?1)。同时,检测了 IC8 NPs 在近红外(NIR)照射下的光热转换效率(PCE)及活性氧(ROS)生成能力,并通过相关实验验证其诱导细胞凋亡、铁死亡及免疫应答的作用机制。

研究结果


IC8 NPs 的制备与特性

通过纳米沉淀法成功制备 IC8 NPs,其具有良好的生物相容性和稳定性,在近红外区域有强烈的光吸收。经检测,IC8 NPs 的光热转换效率(PCE)高达 65.27%,产生活性氧(ROS)的能力是吲哚菁绿(ICG)的 15.2 倍,且表现出不依赖氧气的 Ⅰ 型光动力效应,可有效应对肿瘤的缺氧微环境。

诱导细胞凋亡与铁死亡

近红外照射下,IC8 NPs 产生的高热和大量活性氧(ROS)导致显著的氧化细胞损伤,引起严重的线粒体形态和功能破坏,进而诱导肿瘤细胞凋亡。另一方面,IC8 NPs 可下调细胞内谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽过氧化物酶 4(GPX4)的水平,间接上调脂质过氧化物(LPO)的含量,促进铁死亡的发生。铁死亡作为一种程序性细胞死亡方式,通过释放钙调蛋白(CRT)和高迁移率族蛋白 B1(HMGB1)等物质,诱导免疫原性细胞死亡(ICD)。

激活抗肿瘤免疫应答

IC8 NPs 联合近红外照射不仅能有效消融原发肿瘤,还能诱导免疫原性细胞死亡(ICD),促进树突状细胞(DCs)的成熟,激活效应 T 细胞,激发强大的抗肿瘤免疫应答,对远处肿瘤也能起到治疗作用。这种多模态治疗策略通过协同光热治疗、光动力治疗和免疫治疗,显著增强了抗肿瘤效果。

研究结论与意义


本研究成功开发了 IC8 NPs 这一新型纳米平台,其在恶性肿瘤的光热 / 光动力及免疫治疗中展现出卓越的性能。通过诱导肿瘤细胞凋亡、铁死亡以及激活抗肿瘤免疫应答,IC8 NPs 为解决现有肿瘤治疗中的难题提供了新的途径。该研究不仅拓展了光响应型纳米药物在肿瘤治疗中的应用,还为多模态联合治疗策略的开发提供了重要的理论和实验依据,有望在未来临床肿瘤治疗中发挥重要作用。研究结果表明,这种基于有机小分子的纳米治疗策略具有良好的生物安全性和有效性,为恶性肿瘤的综合治疗开辟了新的方向。

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