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南方醫(yī)科大學(xué)沈折玉教授、新加坡國(guó)立大學(xué)陳小元教授《Adv. Mater.》：一種用于MRI引導(dǎo)腫瘤鐵死亡治療的與邏輯門
2023-09-28  來(lái)源：高分子科技

  以磁性氧化鐵納米顆粒（MIONs）為基礎(chǔ)的MRI造影劑因其有較釓基造影劑更好的生物相容性而受到越來(lái)越多的關(guān)注。且新興的超小MIONs（IO，< 5 nm）具有良好的T1 MRI性能，克服了釓基T1造影劑和MIONs基T2造影劑的缺點(diǎn)，有望在不久的將來(lái)進(jìn)入臨床。然而，目前基于IO的腫瘤微環(huán)境（TME）響應(yīng)型MRI造影劑的腫瘤診斷性能和/或治療效果相對(duì)較差，亟待解決。



  為進(jìn)一步提高TME響應(yīng)型MRI造影劑的響應(yīng)敏感性及其腫瘤鐵死亡療效，南方醫(yī)科大學(xué)沈折玉教授在近期工作的基礎(chǔ)上（Biomaterials 2023, 302, 122300; ACS Nano 2023, 17, 11492-11506; Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2209278; Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2213921; Adv. Sci. 2023, 10, 2205109; Nano Today 2022, 47, 101663; Small 2022, 18, 2202705; Nano Lett. 2021, 21, 9551-9559），與新加坡國(guó)立大學(xué)陳小元教授合作，提出了一種可應(yīng)用于MRI引導(dǎo)腫瘤鐵死亡治療的與邏輯門策略。具體地，合成了一種可被TME中活性氧（ROS）氧化而由疏水性變?yōu)橛H水性的聚合物PMEMA-CA，將其通過(guò)含有二硫鍵的linker接枝在裝載有鐵死亡治療藥物BQR的IO表面，從而制得一種具有與邏輯門功能的MRI造影劑SA-IO-BQR@PMEMA，并將其成功應(yīng)用于MRI引導(dǎo)的腫瘤鐵死亡治療。該研究成果以“An AND Logic Gate for Magnetic Resonance Imaging-Guided Ferroptosis Therapy of Tumors”為題發(fā)表于國(guó)際著名頂級(jí)期刊Advanced Materials（影響因子29.4）。


  如圖1所示，所得的納米藥物SA-IO-BQR@PMEMA在正常組織中顯示T2暗信號(hào)，當(dāng)?shù)竭_(dá)腫瘤組織后，其在腫瘤微環(huán)境中ROS和GSH的雙重作用下（即AND邏輯門功能）解組裝釋放出IO，從而在腫瘤組織中顯示出T1亮信號(hào)（即反對(duì)比度磁共振成像，CC-MRI）。隨后，IO分解釋放的Fe2+/3+和藥物BQR分別基于芬頓反應(yīng)和DHODH抑制共同促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的鐵死亡。本研究制得的具有與邏輯門功能的MRI造影劑能夠在腫瘤組織大量積累，從而實(shí)現(xiàn)腫瘤的高對(duì)比度MRI和高效鐵死亡治療。本工作提出的與邏輯門設(shè)計(jì)理念將會(huì)給相關(guān)研究帶來(lái)新的思路，帶來(lái)更多新穎的TME響應(yīng)型納米材料。 


圖1. 一種用于MRI引導(dǎo)的腫瘤鐵死亡治療的AND邏輯門機(jī)理。


  南方醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院碩士研究生范卿登為本文的第一作者，南方醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院沈折玉教授和新加坡國(guó)立大學(xué)陳小元教授為本文的共同通訊作者。


  這項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金和廣州市重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。


  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202305932

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（責(zé)任編輯：xu）
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