在臨床中,惡性膠質瘤手術難做干凈,切得太少容易復發,切得太多又會損傷正常腦組織。就算手術看起來很成功,殘存的腫瘤細胞也常常導致復發。2026年6月13日,寶雞文理學院AIE研究中心馮海濤教授團隊、哈爾濱醫科大學腫瘤醫院以及香港中文大學(深圳)唐本忠院士、趙征教授和侯大勇教授等合作在《自然·通訊》上發表了一篇論文,論文的題目是“Integrated theranostic nanoplatform empowers precision cancer care via radionuclide-labeled NIR-II aggregation-induced emission luminogens”。該團隊做出了一種新型的納米顆粒,這個顆粒既能被PET/CT看到,又能在近紅外二區熒光下發光,還能夠在激光照射下發熱和產生活性氧,相當于把診斷、手術導航和治療三個功能集成在一個小小的顆粒里面。
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研究團隊先設計了一個叫做BBTD-4C的AIE分子,這個分子有一種“給體-π-受體-π-給體”的結構。他們在實驗室里測試了它的發光性能,發現它在近紅外二區有很強的發射峰,最遠可以到1007納米,尾巴甚至拖到了1476納米。這個波段的光在組織里穿透能力強,而且背景熒光很低。他們把這個分子用兩種聚合物材料包裹起來,做成了水溶性的納米顆粒,顆粒直徑大約100納米。包裹之后,這些納米顆粒在水里放了一個星期也沒有沉淀,穩定性不錯。他們還用正電子核素??Ga對納米顆粒做了標記,這樣就能用PET/CT全身成像了。在660納米的激光照射下,這些納米顆粒的光熱轉換效率算出來是39.68%,比臨床上常用的吲哚菁綠高了不少。它們還能產生活性氧,包括單線態氧和超氧自由基。研究團隊用理論計算解釋了原因:這個分子在聚集狀態下構型是扭曲的,這種扭曲阻礙了分子之間的堆疊,避免了熒光猝滅。他們算出來的自旋-軌道耦合值在1.45到2.53 cm?1之間,這說明分子內部的系間竄越效率比較高,有利于光動力治療。
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他們把做好的納米顆粒和膠質瘤細胞放在一起培養,發現細胞通過葉酸受體把這些顆粒吞了進去。用熒光顯微鏡看的時候,顆粒的紅色熒光和溶酶體的綠色熒光幾乎完全重合,皮爾遜系數有0.94,說明顆粒確實是通過內吞途徑進入細胞的。他們又做了細胞攝取率的定量實驗,有葉酸修飾的顆粒在U-87MG細胞里的攝取率是36.31%,而沒有葉酸修飾的對照組只有4.70%,差別很明顯。這說明葉酸修飾確實讓顆粒有了主動靶向的能力。用激光照射之后,加了顆粒的細胞大量死亡,而不加激光或者不加顆粒的對照組細胞狀態都挺好。他們還在小鼠身上做了PET/CT成像,打藥之后半個小時,腫瘤區域就亮了,放射性攝取值達到了4.89% ID/g。如果提前打了很多沒有標記的顆粒去競爭結合位點,腫瘤的信號就弱了很多,這進一步證實了葉酸受體的靶向機制。近紅外二區熒光成像的結果顯示,腫瘤邊界在打藥后4到12個小時之間最清楚,這個時間段做手術的話,醫生可以看得很清楚。研究團隊就用這個窗口期給小鼠做了腫瘤切除手術,切完之后他們又在手術區域照了激光。結果發現,那些既用了靶向顆粒又照了激光的小鼠,腫瘤完全消退了,而且后面再也沒有長出來。
相比之下,只做手術的小鼠很快就復發了,用了顆粒但是沒有葉酸修飾的小鼠也復發了,照了激光但是沒有顆粒的小鼠也沒能控制住復發。他們把這些腫瘤組織取出來做了切片,看到治療組的小鼠腫瘤組織里面全是空洞和破碎的細胞核,Ki67染色幾乎找不到正在增殖的細胞,TUNEL染色顯示大面積的細胞凋亡,腫瘤組織里的活性氧水平也很高。他們還抽了小鼠的血做化驗,所有指標都在正常范圍里。心、肝、脾、肺、腎這些主要器官的切片看下來,也沒有發現什么損傷或者炎癥。這個納米平臺把診斷、手術導航和術后輔助治療串了起來,算是給出了一套比較完整的腫瘤解決方案。
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