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癌症治疗面临诸多挑战,传统疗法疗效有限且副作用大。研究人员针对此开展温和光热治疗(PTT)与自然杀伤(NK)细胞免疫疗法联合的研究。发现 C12T - BBT 纳米颗粒可实现高效光热转换,温和 PTT 能优化 NK - 肿瘤细胞间距,增强抗癌疗效。
在医学领域,癌症一直是威胁人类健康的 “恶魔”。随着时间推移,癌症的发病率和死亡率不断攀升,预计到 2050 年新发病例将增加 77%。这一严峻形势让人们急切地寻找更有效的癌症治疗方法。传统的化疗和放疗就像 “双刃剑”,在对抗癌细胞的同时,也给患者带来了诸多不良反应,疗效也不尽如人意。
光热治疗(PTT)作为一种新兴的癌症治疗手段,逐渐走进人们的视野。它就像一把精准的 “光剑”,能够精确地抑制肿瘤,还可能引发机体的免疫反应。在免疫系统这个 “大部队” 中,自然杀伤(NK)细胞是对抗肿瘤的重要 “战士”,无需提前 “致敏” 就能识别并消灭肿瘤细胞。在临床实践中,利用 NK 细胞进行过继细胞治疗已经展现出一定的潜力,但 NK 细胞发挥作用需要与肿瘤细胞直接接触,然而,目前对于温和 PTT 和高温 PTT 对 NK 细胞免疫反应的影响,尤其是 NK 细胞的空间分布和与肿瘤细胞的接近程度,还缺乏深入研究。同时,如何让足够的 NK 细胞迁移并浸润到肿瘤部位,也是一大难题。温和 PTT 在 43 - 45°C 的温度范围内发挥作用,有望打破肿瘤的物理屏障,促进 NK 细胞发挥抗癌作用。基于此,来自国内研究机构的研究人员开展了一项研究,其成果发表在《Biomaterials》上。
研究人员为了提高光热转换效率(PCE),设计合成了一种新型近红外二区(NIR - II)聚集诱导发射(AIE)分子 C12T - BBT。他们在设计时,将电子供体 TPA 与强电子受体 BBT 相连,并用长烷基链(C12)取代的噻吩作为 π - 桥。这种设计让 C12T - BBT 具有相对平面的结构,保证了较高的消光系数,长烷基链又限制了 π - π 相互作用,为激发态下的分子运动提供了更多空间,最终使得 C12T - BBT 的光热转换效率高达 84.7% 。
为了研究温和 PTT 对 NK 细胞介导的肿瘤免疫的影响,研究人员将 C12T - BBT 封装并修饰成 cRGD@C12T - BBT 纳米颗粒。他们运用基于机器学习的空间分析等技术方法,对不同 PTT 温度下 NK 细胞与肿瘤细胞的相互作用进行研究。
在 “分子设计、合成,和表征” 方面,研究人员设计了 C12T - BBT 这种具有高光热转换效率且在 NIR - II 区域有发射的光热剂(PTA),并选取了具有短烷基链(C6)的 C6T - BBT 作为对比。结果表明,长烷基链在提升光热转换效率方面发挥了重要作用。
在体内实验中,水溶性 cRGD@C12T - BBT 纳米颗粒展现出良好的 NIR - II 成像效果和肿瘤消除能力。研究人员还发现,温和 PTT 能够有效诱导 NK 细胞反应。通过基于机器学习的空间分析发现,温和 PTT 使 NK 细胞与肿瘤细胞的距离从 25.6μm 缩短到 10.6μm 。这一变化促进了肿瘤部位的胶原降解,减少了物理屏障,增强了 NK 细胞的浸润,从而实现了长期的肿瘤抑制。
该研究具有重要意义。一方面,研究人员成功开发出高光热转换效率的 C12T - BBT 分子,为光热治疗提供了更有效的材料。另一方面,首次揭示了温和 PTT 在优化 NK - 肿瘤细胞间距方面的关键作用,为联合温和 PTT 和 NK 细胞免疫疗法提供了理论依据,为癌症治疗开辟了新的思路和策略。
总的来说,这项研究不仅在光热剂的设计合成上取得突破,还深入探究了温和 PTT 对肿瘤免疫微环境的影响,为癌症治疗带来了新的希望。未来,有望基于此研究进一步优化治疗方案,提高癌症患者的生存率和生活质量。