聚集诱导发光与微波巧妙结合,更有效杀灭癌细胞

来源:医生在线 时间:2021/07/22 16:35 阅读:509
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  光动力(PDT)治疗,就是将光敏剂在肿瘤部位与光相互作用产生活性氧来杀死癌细胞。研究人员认为这是一种很有前途的癌症治疗方法,因为它具有微创性和低副作用,且对癌细胞具有很强的杀伤力。
  “在人体组织中,光穿透的深度是有限的,”陈伟教授说,“对于位于器官或肌肉深处的癌症,PDT效果较差,因为我们无法将光传送到肿瘤部位。”

  PDT中使用的常规光敏剂也依赖于氧气,而肿瘤往往是缺氧的,因此在这种环境下PDT的功效显著降低。但是另一种称为热消融的肿瘤治疗方法提供了一种克服传统PDT困难的途径。热消融被认为是联合癌症治疗中有效的治疗方法之一,因为它可以提高肿瘤对光动力、化学疗法、免疫疗法或放射疗法的敏感性。在热消融过程中,组织通过微波技术加热,导致血管扩张,从而增加血流量。由于血液中的血红蛋白含有氧气,热量会增加氧气量,从而提高治疗效果。

  “微波诱导的光动力(MIPDT)是我们首先研发的一种新的癌症治疗方法,与传统的光动力疗法PDT相比具有许多优势,”陈伟教授说,“例如操作简单、更快的消融时间和可忽略的副作用,突出的是微波的穿透性好,可以用于深部癌症的治疗。”

  微波诱导光动力方法可以单独使用,也可以与其他癌症治疗方法(如手术、化学疗法、免疫疗法或放射疗法)结合使用。

  陈伟教授的团队认为,其研究结果不仅解决了传统PDT的穿透问题,还可以与微波消融结合,减少微波的剂量或辐照时间,从而减少微波辐射而引起的副作用。

  聚集诱导发光体AIEgens是香港科技大学唐本忠院士发现的一种新型材料,它具有与传统光敏剂相反而有趣现象——高浓度的聚集会抑制传统光敏剂的发光和活性氧(ROS)的产生。然而,对于AIEgens,高浓度的聚集不仅不淬灭而且会增强发光和ROS的产生。这将为发光成像与光动力治疗的结合提供了方便,也可克服传统光敏剂由于聚集淬灭发光和降低ROS成率的缺点。这是有关基于AIEgens微波诱导光动力癌症治疗的工作。陈教授说我们的发现将为AIEgens的应用打开一扇新的大门。

  汪凌云教授说:“AIEgens和微波技术的结合,发展出更有效的癌症治疗方法,有望可以治疗传统方法难以触及的肿瘤。这一发现将有利于世界各地科学家探索和开发光动力的更大潜力。我们的主要目标是让光动力的癌症治疗更有效,且便于病人的使用。”

  该论文的作者NilKanathaPandey说:“即使在低浓度的纳米聚集体和低功率的微波下,这些纳米聚集体对于产生ROS和杀死癌细胞也非常有效,这将降低对正常细胞的毒性。”他进一步补充说:“我有兴趣在临床试验中看到这项工作的实施;然而,在进入临床试验之前,还需要更多的基础研究。如果没有陈伟教授和王凌云教授不懈的共同努力,这项工作是不可能实现的。”

  研究人员进行了多项研究,以确认这些纳米聚集体可以产生ROS。图3表明,当这些纳米聚集体受到微波刺激时,与其相应的对照相比,可以产生大量的活性氧ROS,从而可以很好地杀死癌细胞。

  研究人员还进行了细胞毒性MTT和癌细胞活/死的检测,以证明微波诱导对癌细胞的杀伤力。MTT结果表明,这些AIEgens和微波辐射的作用可以有效杀死癌细胞,所需的平均浓度IC-50值都很低,分别为2.73和3.22μM。活/死细胞活力测定的结果如图4所示,这表明纳米聚集诱导发光体和微波的结合对癌细胞有很大的杀伤力。目前合作团队正在进行动物实验,以获取更多的数据来开发这一新技术,给癌症病人带来福音。

  
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