更新時間：2024-07-24
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聚焦超聲（FUS）是臨床上治療腫瘤常用的非侵入性技術，能夠通過局部熱消融產生對癌癥的免疫刺激效應，但是單獨使用FUS似乎不足以產生很好的抗腫瘤作用。為了克服這一限制，來自重慶醫科大學研究團隊在International Journal of Nanomedicine上發表了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FUS誘導的免疫效應，并實現系統性、長效的抗腫瘤免疫，同時提供成像和熱增強效果。
接下來小編帶大家看看研究團隊具體的研究方法和實驗結果：
首先，研究者們像是在建造一個微型工廠，通過一種叫做雙乳化法的技術，將黃芪多糖（APS）和金納米棒（AuNRs）這兩種“原料"巧妙地封裝進了聚乙二醇化聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA-PEG）這個“微型容器"中。在光學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，作者對納米復合物進行了體內外的安全評估。CCK-8實驗中在分析的濃度范圍內，APS、AuNR、PLGA-PEG NP 和 PBS所有組均沒有明顯的細胞毒性（圖1A）。在小鼠體內長時間靜脈注射 APS/AuNR/PLGA-PEG NP，從血液指標（圖1C）和H&E染色（圖1D)中未發現明顯的急性或慢性生理毒性。說明這些納米粒子在體內外均表現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，這些納米粒子展現出了較強的潛力。在超聲波的幫助下，它們讓腫瘤的位置變得更加清晰，就像是給醫生提供了一副能夠看穿腫瘤的“眼鏡"。作者發現708 nm 是最佳潛在 PAI 的最大吸光度（圖2D），封裝的 AuNRs 有助于 PA 信號增強并且呈線性關系（圖2E）
圖2
研究發現在與聚焦超聲治療結合使用時，APS/AuNR/PLGA-PEG NPs 顯著提高了細胞凋亡率（圖3A)與濃度 (圖3C），降低了活細胞率（圖3B）的 FUS 消融癌細胞和濃度（圖3D）。隨著濃度的增加壞死區域（圖4B)也增加。這些結果表明納米復合物可以顯著增強體外和體內的熱消融效果。
圖3
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令人興奮的是，這些納米粒子還能激發我們身體的免疫系統。在體外實驗中，作者通過流式細胞術測定DC上MHC-II、CD80和CD86分子的表達，發現APS/AuNR/PLGA-PEG NPs可以增強這些分子的表達（圖5A），表明可以促進樹突狀細胞（DCs）的成熟，增強了免疫細胞的活性，降低吞噬功能（圖5B），增強IL-12和IFN-γ的產生（圖5G H）。
圖5
在體內實驗中，FUS聯合納米粒子治療后，TNF-α、IFN-γ、IL-4、IL-10和IgG1這些免疫相關的分子濃度顯著升高，IgG2a無顯著變化，免疫反應在第3天達到峰值。（圖6）在H&E染色的腫瘤切片中，APS/AuNR/PLGA-PEG在第3、7和14天時僅存在一小部分紫藍色（正常細胞核）和更多變形細胞核（核固縮、核碎裂和核溶解） NPs+FUS組，癌細胞凋亡率高，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合物的多重能力，不僅能夠作為超聲成像的對比劑，提高成像質量，還能增強FUS的熱消融效果，并通過釋放APS增強免疫反應，從而提高治療效果。既能幫助醫生更好地定位和治療腫瘤，還能夠激發我們自身免疫。當然體內外實驗的成功還需要進一步在臨床研究來驗證，去評估在實際臨床應用中的安全性和有效性。但本文的創新之處就是作者能夠將傳統中藥成分與現代納米技術相結合，設計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新方法小編希望能為大家的研究方向帶來一點啟發。
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