
内容提要
在视觉导航的辅助下实现病灶部位药物的实时靶向、可控释放,对肿瘤的精准治疗具有重要意义。利用聚集诱导发射(AIE)材料的特性(如聚集体的明亮发射和光治疗作用),构建基于AIE的多功能纳米载体,作为全方位整合多模式以进行精确治疗是非常需要的。本文提出了一种具有同源靶向、可控药物释放和体内双模成像的智能纳米平台(P-TN-Dox@CM),用于精确的化学-光热协同治疗。AIE光热剂(TN)和抗癌药物(Dox)被包裹在热/ ph反应纳米凝胶(PNA)中,肿瘤细胞膜被伪装在纳米凝胶表面。主动靶向可以通过来源于源肿瘤细胞膜的同源效应来实现,这有利于提高药物向肿瘤部位的特异性递送。纳米凝胶被肿瘤细胞吞噬后,在低pH下表现出药物的爆发释放。近红外(NIR)光致局部热疗可以激活严重的细胞毒性,进一步加速药物释放,从而产生增强的化学-光热协同治疗,彻底根除肿瘤。此外,P-TN-Dox@CM纳米凝胶可以实现NIR-荧光/光热双模成像,实时监测治疗药物的动态分布。这项工作强调了智能P-TN-Dox@CM纳米凝胶作为一种多功能纳米平台的巨大潜力,可以整合多种模式,用于精确的化学-光热协同治疗,以对抗癌症。

结果和讨论
TPA-NDTA (TN)是按照作者之前报道的方案合成的,其合成路线如图所示。通过沉淀聚合法制备单分散PNA纳米凝胶,其结构如图所示。根据紫外可见光谱,裸PNA纳米凝胶没有特征吸收。化合物TN在四氢呋喃(THF)溶液中的特征吸收波长为748 nm。P-TN包封纳米凝胶后,由于纳米凝胶内分子平面度的提高,P-TN纳米凝胶在近红外范围内具有强而宽的吸收,吸收峰为808 nm,红移为60 nm。在P-TN-Dox中观察到Dox的特征吸收峰,表明Dox成功加载到纳米凝胶中。值得注意的是,P-TN-Dox@CM纳米凝胶的吸收光谱与P-TN-Dox纳米凝胶相比几乎没有改变。研究了850 nm激光激发下的荧光发射光谱。THF中的游离TN可以发出明亮的荧光,最大发射波长为1090nm。将TN和Dox加入到纳米凝胶中后,最大发射波长显示出约16 nm的轻微红移,这是由于聚集态的分子间相互作用增强所致。由于活跃的分子内运动消耗了激发态能量,TN溶液(在THF中)的荧光发射可以忽略不计。而将TN包封在PNA纳米凝胶中后,由于分子内运动的限制,P-TN纳米凝胶的荧光发射增加了11倍,显示出典型的聚集增强发射特性。此外,TN溶液(在THF中)和P-TN纳米凝胶分散体(在水中)的荧光图像也证实了较好的聚集增强荧光亮度性能。在肿瘤细胞膜被遮蔽后,最大发射波长表现出轻微的蓝移(约6 nm),这可能是由于分子构象的改变。

受纳米凝胶强而宽的发射光谱以及荧光成像在临床中的巨大潜力的鼓舞,作者随后评估了不同浓度纳米凝胶的荧光信号强度。PNA纳米凝胶不显示荧光信号,而P-TN纳米凝胶在包封TN后显示出明亮的荧光。此外,Dox负载(P-TN- Dox)和肿瘤细胞膜覆盖(P-TN-Dox@CM)对纳米凝胶的荧光亮度没有影响。特别是负载TN的纳米凝胶的荧光信号强度呈现浓度依赖效应,随纳米凝胶浓度的增加而增强,呈现出典型的聚集诱导荧光增强的特征。以IR-26为参考,确定P-TN-Dox@CM纳米凝胶在NIR-II区域的量子产率(QY)为0.47%。AIEgens中三苯胺基团的高度扭曲构象可以抑制分子间π -π堆叠,防止荧光猝灭,从而有助于荧光成像性能。P-TN-Dox@CM纳米凝胶的光稳定性与美国食品和药物管理局(FDA)批准的近红外荧光染料吲哚菁绿(ICG)进行了进一步的比较。在连续808 nm激光照射下,ICG的荧光信号强度随着激光照射时间的延长而急剧下降,并在7 min内完全衰减,这是由于严重的降解所致。然而,P-TN-Dox@CM纳米凝胶在激光照射15 min后,其荧光强度没有明显变化,表明其具有良好的抗光漂白能力,可实现稳定的生物医学成像。此外,P-TN-Dox@CM纳米凝胶和ICG溶液在不同激光照射时间下的吸收光谱也证实了这一结果。
采用动态光散射(DLS)表征了不同pH条件下不同纳米凝胶的平均水动力直径和zeta电位。水动力直径的逐步改变表明纳米凝胶成功功能化。疏水AIE分子(TN)可以通过疏水相互作用被包裹在纳米凝胶结构中。纳米凝胶的交联网络结构会被负载的具有长烷基链和大平面(NDTA核)结构的TN占据和扩展,可能导致负载TN后纳米凝胶尺寸的增加。pH 7.4和pH 5.0时,PNA纳米凝胶的平均水动力直径分别为184和157 nm,在TN和Dox包封以及细胞膜包裹后,PNA纳米凝胶的平均水动力直径增加到259和226 nm (P-TN-Dox@CM)。低pH诱导纳米凝胶网络中羧基的质子化程度增加,导致纳米凝胶网络收缩,纳米凝胶的水动力直径减小。所有纳米凝胶的水动力直径分布相对较窄。P-TN-Dox@CM纳米凝胶的透射电子显微镜(TEM)图像描绘了干燥状态下平均直径为~ 100 nm的规则球形。这些图像提供了明显的视觉证据,通过成功的肿瘤细胞膜覆盖形成了均匀厚度为~ 10 nm的特征性核壳形态(如红色箭头和红色虚线所示)。由于质子化丙烯酸含量较低,所有纳米凝胶在pH 7.4时的zeta电位均高于pH 5.0时的zeta电位。此外,在pH 7.4 (~ - 16 mV)时,由于肿瘤细胞膜的屏蔽作用,P-TN-Dox@CM纳米凝胶的zeta负电位最高,这有利于破坏与负电荷蛋白的相互作用,减少血液中的吞噬摄取,从而延长血液循环时间。测定了TN和Dox的负载能力(LC)和包封效率(EE)。TN负荷能力随着TN与PNA的投料质量比的增加而增加。当TN与PNA的投料质量比为1:15 ~ 1:1时,TN的包封效率超过90.7%。Dox负荷能力随着给药浓度的增加而增加。当Dox初始浓度为2 mg mL-1时,Dox的载药量和药物包封效率分别达到27.5%和94.7%。这些结果表明,低密度和交联的网络结构为纳米凝胶提供了足够的空间和结合位点,这巩固了纳米凝胶作为治疗药物装载的令人满意的纳米载体的潜力。此外,还评估了P-TN-Dox@CM纳米凝胶的稳定性,以监测P-TN-Dox@CM纳米凝胶在不同PBS缓冲液(pH 5.0和pH 7.4)中7天的水动力直径和zeta电位的变化。在PBS 5.0或PBS 7.4环境中,一周的水动力直径和zeta电位都没有发生明显的变化,这表明P-TN-Dox@CM纳米凝胶的高稳定性。此外,P-TN-Dox@CM纳米凝胶中蛋白质谱的保存表明,当纳米凝胶在PBS缓冲液(pH 5.0和pH 7.4)中孵育7天后,肿瘤细胞膜涂层具有足够的稳定性。
评价了PNA、P-TN、P-TN- dox和P-TN-Dox@CM纳米凝胶的热响应特性和pH响应特性。PNA纳米凝胶的水动力直径随着温度的升高而减小,表明其具有温度依赖性。这种现象归因于PNA纳米凝胶的亲水性基团与水分子之间的氢键在高温下受损,导致PNA纳米凝胶中疏水基团的疏水相互作用占主导地位,从而导致PNA纳米凝胶的相分离和收缩。同时,当周围PBS缓冲液的pH值从5.0增加到7.4时,PNA纳米凝胶的水动力直径增加。PNA纳米凝胶在pH为7.4时羧基的离化程度高于pH为5.0时,从而提高了纳米凝胶网络内部的静电排斥力。因此,纳米凝胶的水化作用增强,PNA纳米凝胶的溶胀性和稳定性增强。此外,P-TN、P-TN-Dox和P-TN-Dox@CM纳米凝胶在不同pH和不同温度下的水动力直径与PNA纳米凝胶具有相似的趋势,表明TN光热剂和Dox化疗药物的包封以及肿瘤细胞膜的包裹并不影响复合纳米凝胶的热响应性和pH响应性。
设计良好的给药系统应防止药物在血液循环中过早泄漏,并在到达特定病理部位后迅速释放药物,以保证给药的特异性。在模拟生理介质(pH为7.4的PBS缓冲液)和模拟肿瘤组织介质(pH为5.0的PBS缓冲液)中研究了Dox从P-TN -Dox和P-TN-Dox@CM纳米凝胶中的药物释放行为。pH 5.0时P-TN-Dox纳米凝胶的Dox累积释放量远高于pH 7.4时,这是典型的pH响应性药物释放行为。例如,当外界温度为42℃时,pH值为7.4时,P-TN-Dox纳米凝胶在48 h后的累积释放量仅为29%,而pH值为5.0时,其累积释放量约为78%。pH降低(从pH 7.4降低到pH 5.0), Dox中氨基与纳米凝胶中羧基的质子化程度增加,导致正电荷Dox与纳米凝胶中羧基之间的静电相互作用减弱,纳米凝胶收缩,从而促进药物释放。此外,随着温度从25℃升高到42℃,累积药物释放比增加。这可能是由于温度升高削弱了水分子与纳米凝胶之间的氢键,促使体积相从膨胀态转变为收缩态,从而收缩的纳米凝胶从P-TN-Dox纳米凝胶中挤压出Dox。同时,由于药物的解吸是一个吸热过程,温度升高也可以促进药物的释放,因为Dox分子与纳米凝胶之间的静电相互作用在高温下解离。值得注意的是,肿瘤细胞膜隐身对P-TN-Dox-CM纳米凝胶的药物释放特性影响可以忽略不计。因此,pH和热响应的可控给药系统可以有效地维持稳定性,减少药物在血液中的过早泄漏,并在酸性和加热的肿瘤微环境中局部快速释放药物,从而最大限度地减少脱靶效应,提高治疗效率。该系统在多刺激触发的精确抗肿瘤治疗中具有很大的潜力。

此外,利用不同的数学拟合模型探讨了P-TN-Dox@CM纳米凝胶的Dox释放动力学机制。线性相关系数R2表示各模型的拟合精度。Dox的释放曲线不能很好地符合零级模型。当将Dox的释放曲线拟合为Higuchi模型(该模型因其简单而广泛应用于可膨胀聚合物体系)时,所有的扩散常数(k2)都大于1,这表明在不同缓冲液(pH 5.0和pH 7.4)和不同温度下,P-TN-Dox@CM纳米凝胶的Fickian扩散主导了Dox的释放行为。Peppas-Sahlin模型是描述P-TN-Dox@CM纳米凝胶中Dox释放行为的最佳拟合动力学模型,线性相关系数最高(R2 > 0.95)。在该模型中,考虑了菲克扩散(第1项)和情形II弛豫(第2项)的影响。结果表明,k3比k4高得多,进一步表明Dox的释放动力学机制主要由Fickian扩散控制。负k4值表明纳米凝胶网络结构对Dox释放过程有微弱的延迟作用。菲克氏扩散在Dox释放行为中占主导地位,表明Dox通过静电相互作用而不是共价键结合到纳米凝胶中。因此,Dox分子可以从纳米凝胶的多孔网络结构中扩散出来,以菲克扩散为主要释放机制,这是实现药物控制和持续释放的理想模型。
在近红外波段的吸收表明负载TN的纳米凝胶可能具有强大的光热转换能力。因此,作者利用实时红外热像仪系统地研究了各种纳米凝胶的光热转换效果。在808 nm激光(0.6 W cm-2)连续照射下,P-TN纳米凝胶的温度迅速升高,15 min后可达62.0℃,而无TN溶液(水和PNA纳米凝胶)的温度变化不显著。P-TN-Dox纳米凝胶和P-TN-Dox@CM纳米凝胶的温升与P-TN纳米凝胶相似,表明Dox负载和细胞膜涂层对纳米凝胶光热性能的影响可以忽略不计。此外,P-TN-Dox@CM纳米凝胶的温升表现出浓度依赖性和激光功率密度依赖性。通过与ICG的比较,进一步评价了P-TN-Dox@CM纳米凝胶的光热稳定性。将ICG和P-TN-Dox@CM纳米凝胶置于连续808 nm激光照射的5个开/关周期中,激光照射15分钟,然后自然冷却15分钟作为单个周期。在连续808 nm激光照射5个开/关周期后,ICG溶液的温度升高大幅度下降,下降了~ 82%。与此形成鲜明对比的是,P-TN-Dox@CM纳米凝胶表现出强大和持续的光热转化能力,即使在五个循环后温度也可以提高到~ 64°C,揭示了P-TN-Dox@CM纳米凝胶的光热稳定性和可重复性。P-TN-Dox纳米凝胶的光热转换效率(PCE)达到了令人瞩目的54.1%,超过了光热剂ICG(一种知名的临床药物)。这些结果表明P-TN-Dox@CM纳米凝胶可以快速有效地将近红外光的能量转化为热量,这些热量可以通过分子内迁移分配到具有强电子给体性能的分子转子上的收获能量。综上所述,合理构建增强的分子内运动和高度扭曲的构象,使纳米凝胶具有光热转换能力(PCE = 54.1%)和荧光成像能力(QY = 0.47%)。这种战略组合赋予纳米凝胶在荧光图像引导光热治疗领域具有巨大的潜力。

利用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)观察了P-TN-Dox和P-TN-Dox@CM纳米凝胶的细胞摄取行为和细胞内定位行为。正如预期的那样,P-TN-Dox@CM组的Dox荧光信号以一种时间依赖性的方式持续优于P-TN-Dox组,这证实了由于活性癌细胞膜蛋白(如tf抗原和E-cadherin)的同型靶向能力,癌细胞膜隐身增强了米凝胶的细胞内化(12 h时荧光增强1.96倍)。此外,还进行了纳米凝胶(P-TN-Dox和P-TN-Dox)与细胞内切酶/溶酶体的共定位分析。通过LysoTracker(溶酶体和溶酶体晚期染色标记)的荧光信号证实,P-TN-Dox和P-TN-Dox@CM纳米凝胶与溶酶体(或溶酶体晚期)表现出良好的共定位,显示了纳米凝胶通过内吞作用和内吞/溶酶体运输包裹的细胞内化。孵育12 h后,在细胞核内观察到Dox的红色荧光,表明Dox从纳米凝胶中释放出来,随后从溶酶体扩散到细胞核,在细胞核中发挥其化学杀伤作用。请注意,P-TN-Dox@CM组在相同的孵育时间内表现出更高的红色和绿色荧光信号的符合性以及更大的Pearson相关系数(PCC),这表明与P-TN-Dox纳米凝胶相比,P-TN-Dox@CM纳米凝胶的共定位水平更高。这些结果表明,纳米凝胶对源肿瘤细胞膜的修饰对增强Dox向肿瘤细胞的负载起着至关重要的作用。
为了探索同源靶向性能,作者在一系列不同的细胞系(包括4T1、Hela、3T3和T24细胞)中研究了P-TN-Dox和P-TN-Dox@CM纳米凝胶的细胞摄取行为。当聚焦于P-TN-Dox纳米凝胶时,不同细胞系(Hela, 3T3)的摄取差异并不明显。与此形成鲜明对比的是,P-TN-Dox@CM纳米凝胶孵育4T1细胞组的Dox荧光信号最强,分别是Hela组、3T3组和T24组的2.14倍、1.90倍和4.57倍。结果表明,同源靶向效应赋予P-TN-Dox@CM纳米凝胶在同型4T1细胞中而不是在其他细胞系中积累的能力。
采用(3-(4,5 -二甲基噻唑-2-基)- 2,5 -二苯基溴化四唑(MTT)标准法评价纳米凝胶的暗细胞毒性和抗增殖作用。当纳米凝胶浓度增加到500 μg mL-1时,无Dox纳米凝胶(PNA, P-TN和P-TN@CM)表现出轻微的暗细胞毒性,表明纳米载体具有低细胞毒性和良好的生物相容性。在近红外照射下,PNA纳米凝胶和808 nm激光单独对4T1肿瘤细胞都没有表现出明显的细胞毒性,而负载TN纳米凝胶(P-TN和P-TN@CM)处理的4T1肿瘤细胞的细胞活力由于负载TN纳米凝胶诱导的光热效应而显著下降。此外,当负载TN纳米凝胶的剂量增加或激光功率密度增加时,对4T1肿瘤细胞的细胞毒性增强。因此,负载TN的纳米凝胶(P-TN和P-TN@CM)是消融肿瘤细胞的有希望的光热候选材料。此外,研究了Dox和TN负载纳米凝胶的协同化学光热治疗效果。游离Dox表现出比P-TN-Dox或P-TN-Dox@CM纳米凝胶更强的暗细胞毒性,因为游离Dox可以直接扩散到细胞核中。P-TN-Dox@CM纳米凝胶在无近红外照射下的最大抑制浓度(IC50)为6.41 μg mL-1,低于P-TN-Dox纳米凝胶(IC50 = 12.11 μg mL-1)。增强的暗细胞毒性可能归因于4T1肿瘤细胞膜蛋白辅助的细胞摄取增加。其中,P-TN-Dox@CM+L组的抗增殖作用最强,IC50值为2.14 μmL-1,分别比P-TN-Dox@CM组和P-TN@CM+L组低2.99和2.78倍。此外,进一步进行活/死(Calcein-AM/PI)染色和流式细胞术分析,以评估不同配方在等效Dox剂量20 μg mL-1下处理的细胞活力。结果显示,PNA组、PNA+L组和P-TN组的细胞活力未受影响。在近红外激光照射下,P-TN+L组、P-TN- dox +L组和P-TN-Dox@CM+L组几乎所有4T1细胞的细胞活力都显著降低,这与MTT实验结果一致。总体而言,化疗联合光热疗法(P-TN-Dox@CM+L)表现出协同抑制效果,优于单独的化疗(P-TN-Dox@CM暗)或单独的光疗(P-TN@CM+L)。

为了研究源肿瘤细胞膜隐身在P-TN-Dox@CM-介导肿瘤体内成像中的作用,作者对P-TN-Dox和P-TN-Dox@CM纳米凝胶的荧光成像进行了比较。采用全光谱体内荧光成像系统对4T1荷瘤Balb/c小鼠不同时间间隔的纳米凝胶进行跟踪,并通过ImageJ软件对相应的荧光信号强度进行量化。P-TN-Dox@CM纳米凝胶在肿瘤中的荧光信号强度远高于P-TN-Dox纳米凝胶,说明肿瘤细胞膜包被明显增强了纳米凝胶在肿瘤内的高效蓄积。4T1细胞膜遗传的血液滞留和循环寿命延长,可以通过同源的活性靶向作用,按计划较好地增强持续的系统递送和肿瘤内蓄积。此外,P-TN-Dox@CM纳米凝胶在肿瘤内的蓄积随着时间的推移而不断增加,在静脉注射后24 h达到峰值,可作为808 nm激光照射的最佳治疗时间点。随后,采集小鼠肿瘤及主要脏器(心、肺、肾、肠、脾、肝),进行离体成像,探索P-TN-Dox和P-TN-Dox@CM纳米凝胶的生物分布。定量分析指出P-TN-Dox@CM纳米凝胶的瘤内蓄积比 P-TN- dox纳米凝胶高3.27倍,进一步揭示了源瘤细胞膜隐身策略的优越性。P-TN-Dox和P-TN-Dox@CM纳米凝胶在除脾脏和肝脏外的主要器官中均能快速代谢。因此,无创荧光成像提供了治疗药物在肿瘤中积累的时空分辨率信息,有助于指定静脉注射照射后的最佳时间窗口。值得称赞的是,P-TN-Dox@CM纳米凝胶在肿瘤部位的积累和长时间滞留也有助于随后提高化疗效果和热疗。
小鼠尾静脉静脉注射PBS、P-TN、P-TN- dox和P-TN-Dox@CM纳米凝胶后,进行体内光热成像。在808 nm激光照射15 min (0.8 mW cm-2)下,PBS小鼠肿瘤局部温度仅升高至35.8℃。与此形成鲜明对比的是,在给药P-TN和P-TN- dox纳米凝胶的小鼠肿瘤中,报告了局部高温~ 48°C。此外,由于同源靶向作用,注射P-TN-Dox@CM纳米凝胶的小鼠温度升高最快,近红外照射15分钟后,最终温度达到52.8℃,足以在体内消融肿瘤。这些结果表明,同型膜伪装策略使纳米凝胶具有优越的肿瘤特异性靶向能力,P-TN-Dox@CM纳米凝胶不仅具有产热能力,而且可以作为体内荧光成像和光热成像的造影剂。因此,可以实时监测治疗药物的积累和治疗过程,尤其有利于影像引导下的精准诊断和治疗。
受P-TN-Dox@CM纳米凝胶在肿瘤区域有效积累的启发,作者进一步评估了其对4T1原位乳腺荷瘤BALB/c小鼠的体内治疗效果。当肿瘤体积达到60 mm3左右时,将小鼠随机分为10组:PBS为对照组(a组)、PBS加808 nm激光照射组(b组,PBS+L)、Dox (c组)、P-Dox (d组)、P-TN (e组)、P-TN加808 nm激光照射组(f组,P-TN+L);P-TN-Dox (g组)、P-TN-Dox 808 nm激光照射(h组,P-TN-Dox+L)、P-TN-Dox@CM (i组)和P-TN-Dox@CM (j组,P-TN-Dox@CM+L)。在静脉注射不同治疗药物24 h后,b、f、h、j组小鼠接受808 nm激光照射15 min (0.8 mW cm-2)。在接下来的2周内,每隔一天测量小鼠的肿瘤体积和体重,其中肿瘤体积根据其初始值(第0天)归一化,以评估生长行为。第14天,解剖收集各组小鼠肿瘤及主要脏器。与PBS对照组(a组)相似,b组(PBS+激光)和e组(P-TN)的肿瘤在治疗过程中持续生长,说明808 nm激光和未照射的P-TN对肿瘤生长的影响都不显著。尽管临床批准,商业化的Dox (c组)只能适度延缓肿瘤进展。抑制作用不足可能是由于游离Dox在肿瘤内积聚不足和血液清除迅速。接种P-Dox (d组)和未激光照射的P-TN-Dox (g组)小鼠肿瘤表现出与Dox (c组)相似的生长行为,肿瘤生长受到部分抑制。将癌细胞膜隐藏在P-TN-Dox表面后,得到的P-TN-Dox@CM不需要激光照射(i组),由于同源靶向作用,化疗效率相对较高。P-TN- dox +激光照射联合治疗小鼠(h组)肿瘤生长受到抑制,肿瘤生长抑制(TGI)值为78.44%,高于激光照射P-TN (f组,单独PTT)和未激光照射P-TN- dox (g组,单独化疗),说明P-TN- dox介导的化学光热治疗具有值得推崇的协同作用。值得注意的是,P-TN-Dox@CM +激光照射(j组,联合治疗)对小鼠肿瘤的抑制效率最高,几乎完全根除肿瘤(TGI = 92.9%),这应归功于源4T1癌细胞膜蛋白诱导P-TN-Dox@CM纳米凝胶在肿瘤部位同源靶向积累和滞留,从而增强了协同治疗效果。从小鼠身上切除的肿瘤的数码照片和肿块也证实了协同化疗- ptt联合P-TN-Dox@CM纳米凝胶在抑制肿瘤生长方面的优势。肿瘤切片苏木精-伊红(H&E)染色显示,P-TN-Dox@CM +激光照射组(j组)大部分肿瘤细胞被严重破坏并坏死,而其他组肿瘤细胞广泛或部分保持正常的组织学形态,进一步证明P-TN-Dox@CM +激光照射组在所有组中治疗效果最好。因此,P-TN-Dox@CM纳米凝胶具有令人满意的近红外抗肿瘤效率可归因于Dox介导的细胞毒性和TN介导的光毒性的有效协同合作,以及源肿瘤细胞膜介导的同源靶向作用。
值得注意的是,用游离Dox处理的小鼠(c组)在治疗过程中体重明显减轻,而其他组没有明显的体重变化,这表明具有可控药物释放性能的纳米凝胶可以有效减少传统化疗药物相关的不良副作用。并分别取静脉注射后14 d各组小鼠的主要脏器(心、肝、脾、肺、肾、肠),进行H&E染色进行组织学分析。各组均未出现明显的炎性病变和组织损伤,说明实验剂量对小鼠可耐受,在体内未产生明显的严重副作用。
为了进一步研究P-TN-Dox@CM纳米凝胶的潜在毒性和生物安全性,在静脉注射PBS和P-TN-Dox@CM纳米凝胶后14 d采集健康BALB/c小鼠的血液,分析血常规和生物化学指标。治疗组(P-TN-Dox@CM纳米凝胶)与对照组(PBS)在白细胞(WBC)、红细胞(RBC)、血红蛋白(Hb)、血小板(PLT)等全血细胞计数指标上无明显差异。此外,与对照组(PBS)相比,P-TN-Dox@CM纳米凝胶处理小鼠的肝肾功能及血清丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)、血尿素氮(BUN)、血清肌酐(Scr)水平均在正常范围内,且无明显差异,说明P-TN-Dox@CM纳米凝胶对肝肾功能无明显影响。因此,所提出的P-TN-Dox@CM纳米平台在体内具有高度的安全性和生物相容性,这可能使其成为肿瘤精确化学光热协同治疗的理想候选者。

结论
综上所述,作者成功开发了一种用于同源靶向、双模态荧光/光热成像和多刺激触发精确化学光热治疗的智能递送纳米系统(P-TN-Dox@CM)。所提出的P-TN-Dox@CM纳米凝胶可以通过来自肿瘤细胞膜的特异性同源结合粘附分子主动递送到肿瘤部位,从而促进肿瘤内积聚和细胞内吞作用。制备的纳米凝胶具有热/ ph双重响应性,有利于促进肿瘤细胞在酸性微环境中的药物释放。由于纳米凝胶的光热效应,温度升高可进一步加速药物的释放。同时,nir光诱导的较好热疗也能有效消融肿瘤。总的来说,P-TN-Dox@CM给药系统的协同化学光热疗法在体外和体内都实现了有效的抗肿瘤治疗效果。此外,所提出的纳米凝胶可产生高对比度的体内荧光/光热成像,以实时评估治疗情况。P-TN-Dox@CM纳米凝胶也表现出高的光稳定性和生物相容性,在治疗过程中可以忽略全身副作用。这种多功能的纳米递送平台引入了多功能模式的可能性,以实现具有最佳疗效的综合和个性化治疗。
参考文献
Multi-Stimuli-Responsive and Cell Membrane Camouflaged Aggregation-Induced Emission Nanogels for Precise Chemo-photothermal Synergistic Therapy of Tumors, Liping Zhang, Zaiyu Wang, Rongyuan Zhang, Han Yang, Wen-Jin Wang, Yun Zhao, Wei He, Zijie Qiu, Dong Wang, Yu Xiong,* Zheng Zhao,* and Ben Zhong Tang*,ACS Nano 2023, 17, 25205−25221,https://doi.org/10.1021/acsnano.3c08409