多功能納米顆粒包膜黃芪多糖和金納米棒聯(lián)合聚焦超聲治療乳腺癌

聚焦超聲（FUS）是臨床上治療腫瘤常用的非侵入性技術(shù)，能夠通過局部熱消融產(chǎn)生對(duì)癌癥的免疫刺激效應(yīng)，但是單獨(dú)使用FUS似乎不足以產(chǎn)生很好的抗腫瘤作用。為了克服這一限制，來自重慶醫(yī)科大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在International Journal of Nanomedicine上發(fā)表了Multifunctional Nanoparticles Encapsulating Astragalus Polysaccharide and Gold Nanorods in Combination with Focused Ultrasound for the Treatment of Breast Cancer的文章，介紹了一種多功能納米粒子，可以增強(qiáng)FUS誘導(dǎo)的免疫效應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性、長效的抗腫瘤免疫，同時(shí)提供成像和熱增強(qiáng)效果。

接下來小編帶大家看看研究團(tuán)隊(duì)具體的研究方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

首先，研究者們像是在建造一個(gè)微型工廠，通過一種叫做雙乳化法的技術(shù)，將黃芪多糖（APS）和金納米棒（AuNRs）這兩種“原料"巧妙地封裝進(jìn)了聚乙二醇化聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA-PEG）這個(gè)“微型容器"中。在光學(xué)顯微鏡下這些納米粒子不僅形狀均勻，而且大小適中，凍干粉末可以很容易地分散到水溶液中。

接下來，作者對(duì)納米復(fù)合物進(jìn)行了體內(nèi)外的安全評(píng)估。CCK-8實(shí)驗(yàn)中在分析的濃度范圍內(nèi)，APS、AuNR、PLGA-PEG NP 和 PBS所有組均沒有明顯的細(xì)胞毒性（圖1A）。在小鼠體內(nèi)長時(shí)間靜脈注射 APS/AuNR/PLGA-PEG NP，從血液指標(biāo)（圖1C）和H&E染色（圖1D)中未發(fā)現(xiàn)明顯的急性或慢性生理毒性。說明這些納米粒子在體內(nèi)外均表現(xiàn)出了良好的生物相容性，沒有毒副作用。

圖1

在體外成像測試中，這些納米粒子展現(xiàn)出了較強(qiáng)的潛力。在超聲波的幫助下，它們讓腫瘤的位置變得更加清晰，就像是給醫(yī)生提供了一副能夠看穿腫瘤的“眼鏡"。作者發(fā)現(xiàn)708 nm 是最佳潛在 PAI 的最大吸光度（圖2D），封裝的 AuNRs 有助于 PA 信號(hào)增強(qiáng)并且呈線性關(guān)系（圖2E）

圖2

研究發(fā)現(xiàn)在與聚焦超聲治療結(jié)合使用時(shí)，APS/AuNR/PLGA-PEG NPs 顯著提高了細(xì)胞凋亡率（圖3A)與濃度 (圖3C），降低了活細(xì)胞率（圖3B）的 FUS 消融癌細(xì)胞和濃度（圖3D）。隨著濃度的增加壞死區(qū)域（圖4B)也增加。這些結(jié)果表明納米復(fù)合物可以顯著增強(qiáng)體外和體內(nèi)的熱消融效果。

圖3

圖4

令人興奮的是，這些納米粒子還能激發(fā)我們身體的免疫系統(tǒng)。在體外實(shí)驗(yàn)中，作者通過流式細(xì)胞術(shù)測定DC上MHC-II、CD80和CD86分子的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)APS/AuNR/PLGA-PEG NPs可以增強(qiáng)這些分子的表達(dá)（圖5A），表明可以促進(jìn)樹突狀細(xì)胞（DCs）的成熟，增強(qiáng)了免疫細(xì)胞的活性，降低吞噬功能（圖5B），增強(qiáng)IL-12和IFN-γ的產(chǎn)生（圖5G H）。

圖5

在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，FUS聯(lián)合納米粒子治療后，TNF-α、IFN-γ、IL-4、IL-10和IgG1這些免疫相關(guān)的分子濃度顯著升高，IgG2a無顯著變化，免疫反應(yīng)在第3天達(dá)到峰值。（圖6）在H&E染色的腫瘤切片中，APS/AuNR/PLGA-PEG在第3、7和14天時(shí)僅存在一小部分紫藍(lán)色（正常細(xì)胞核）和更多變形細(xì)胞核（核固縮、核碎裂和核溶解） NPs+FUS組，癌細(xì)胞凋亡率高，凝固性壞死。（圖7）

圖6

圖7

這篇文章作者讓我們看到了納米復(fù)合物的多重能力，不僅能夠作為超聲成像的對(duì)比劑，提高成像質(zhì)量，還能增強(qiáng)FUS的熱消融效果，并通過釋放APS增強(qiáng)免疫反應(yīng)，從而提高治療效果。既能幫助醫(yī)生更好地定位和治療腫瘤，還能夠激發(fā)我們自身免疫。當(dāng)然體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)的成功還需要進(jìn)一步在臨床研究來驗(yàn)證，去評(píng)估在實(shí)際臨床應(yīng)用中的安全性和有效性。但本文的創(chuàng)新之處就是作者能夠?qū)鹘y(tǒng)中藥成分與現(xiàn)代納米技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出一種多功能納米粒子為臨床上FUS治療提供了新的可能性。這樣解決臨床問題的思路和創(chuàng)新方法小編希望能為大家的研究方向帶來一點(diǎn)啟發(fā)。