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  實(shí)體瘤內(nèi)部由成纖維細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)（如膠原纖維）等組成的腫瘤間質(zhì)微環(huán)境（TSM），形成了致密的屏障，顯著阻礙納米藥物的滲透與積累。研究表明，靜脈注射的納米藥物僅有不到 5% 能抵達(dá)腫瘤深層，其余大多被此屏障“攔截”。要讓納米藥物有效“鉆”入腫瘤，不僅需要“導(dǎo)航”定位腫瘤，還需具備“動(dòng)力”突破障礙。光熱驅(qū)動(dòng)納米馬達(dá)能將光能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，被視為理想的“腫瘤穿透器”。然而，如何平衡光熱轉(zhuǎn)換效率與近紅外二區(qū)（NIR-II）發(fā)射強(qiáng)度之間的競爭關(guān)系，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效光熱治療、NIR-II 成像并突破 TSM 屏障達(dá)成高效腫瘤治療效果，仍是領(lǐng)域內(nèi)的挑戰(zhàn)。

  近日，香港中文大學(xué)（深圳）趙征教授與唐本忠教授開發(fā)了一種基于聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）材料的 Janus 納米馬達(dá)（M&P-NFT/R/DOX）。該納米馬達(dá)通過孔徑選擇性組裝策略實(shí)現(xiàn)了AIE分子NDA-FT在雙介孔二氧化硅上的選擇性負(fù)載。NDA-FT 的獨(dú)特結(jié)構(gòu)賦予該納米馬達(dá)卓越的多功能性：其 NIR-II 熒光發(fā)射延伸至 1400 nm，并具有高達(dá) 46% 的光熱轉(zhuǎn)換效率（圖1）。在 808 nm 激光照射下，納米馬達(dá)產(chǎn)生NIR-II 熒光信號，可報(bào)告腫瘤位置并實(shí)時(shí)監(jiān)測其在腫瘤內(nèi)的積累，為手術(shù)導(dǎo)航及療效監(jiān)測提供可視化依據(jù)。此外，非對稱負(fù)載的NDA-FT基于光熱效應(yīng)，在納米馬達(dá)兩側(cè)形成溫度差進(jìn)而產(chǎn)生推力；同時(shí)，光熱治療能殺死腫瘤間質(zhì)細(xì)胞并降解細(xì)胞外基質(zhì)，從而“軟化”腫瘤基質(zhì)，降低 TSM 阻力，更利于納米馬達(dá)向腫瘤內(nèi)部推進(jìn)（圖2）。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，其腫瘤穿透效率較傳統(tǒng)納米藥物提升 3.82 倍。聯(lián)合光熱療法與化療后，腫瘤抑制率高達(dá) 94% （圖3），為攻克實(shí)體瘤提供了全新策略。

圖1. M&P-NFT/R/DOX 納米馬達(dá)的制備及表征。（a-c）AIE分子NDA-FT的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。（d-n）孔徑選擇性組裝、M&P-NFT電鏡照片及表征。

圖2. 納米馬達(dá)的腫瘤穿透效果評估。（a-b）納米馬達(dá)對TSM的光熱重塑。（c-e）納米馬達(dá)（紅色）穿透深度顯著高于靜態(tài)對照組，透過腫瘤血管（綠色）深入腫瘤深層。

圖3. 體內(nèi)治療效果評估。聯(lián)合治療組（M&P-NFT/R/DOX + 激光）腫瘤體積顯著小于其他組，腫瘤組織切片顯示大量細(xì)胞凋亡。

  該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委和深圳市科創(chuàng)委項(xiàng)目的資助。相關(guān)成果以“Multifunctional Nanomotors with Aggregation-Induced NIR-II Emission and Photothermal Propulsion for Deep Tumor Penetration and Precise Phototheranostics”為題發(fā)表在ACS Nano (DOI: 10.1021/acsnano.5c05128)上。

  原文鏈接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c05128