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刘志博团队与合作者报道卟啉工程化的碘-125纳米植入粒子用于免疫原性近距离放疗

  近日,伊人直播-伊人直播ios 应用化学系刘志博团队与合作者在Journal of the American Chemical Society上发表了题为“Porphyrin-Engineered 125I‑Nanoseeds as a Prototype forImmunogenic Brachytherapy”的研究工作。该工作报道了一种卟啉工程化的碘-125纳米植入粒子,能够高效利用碘-125衰变产生的各种电离辐射,在肿瘤区域产生·OH和1O2等活性氧物种,杀伤肿瘤细胞并激活抗肿瘤免疫,实现显著优于传统碘-125粒子的治疗效果,为实现免疫原性近距离放疗提供了新的思路。

 

  

  图1 卟啉工程化碘-125纳米植入粒子能够利用辐射能产生·OH和1O2

 

  精准化、个性化的内照射放疗是放疗发展的趋势。近距离放疗是内照射放疗的一种,通过将放射源精准植入肿瘤区域,利用放射性核素衰变持续产生的电离辐射从内部杀伤肿瘤。在临床实践中,用钛壁密封的碘-125粒子是近距离放疗常用的放射源,能够持续释放27.4-31.4 keV的X射线和γ射线(组织中的有效半径为1.7 cm),在肿瘤部位递送极高的辐射剂量并降低对正常组织的损伤。虽然传统碘-125粒子对单个小肿瘤具有良好的疗效,但随着肿瘤体积的增大和病灶个数的增加,碘-125粒子面临手术难度增加、治疗效果受限、免疫响应不足等挑战。

 

  在本工作中,作者设计了一种具有核壳结构的新型碘-125纳米植入粒子,能够更高效地利用碘-125衰变产生的各种辐射。设计思路如下:(1)以具有良好生物相容性和放疗增敏能力的金纳米颗粒(Au NPs)为碘-125纳米植入粒子的核心,促进水辐解产生额外的·OH;(2)在Au NPs表面负载一层银壳,提供碘-125核素的标记位点;(3)以含有卟啉的共价有机框架为碘-125纳米植入粒子的外壳,沉积俄歇电子的能量用来激发卟啉产生1O2。通过协同内照射放疗和放射动力治疗,碘-125纳米植入粒子能够破坏肿瘤细胞的DNA和细胞膜,增强肿瘤杀伤,诱导免疫原性细胞死亡并激活抗肿瘤免疫。在联合免疫检查点阻断疗法后,碘-125纳米植入粒子能够产生全身抗肿瘤免疫,有效抑制原位、远端和转移肿瘤的生长。

 

  该工作提出了碘-125纳米植入粒子的设计理念,实现了碘-125核素驱动的放射动力治疗,通过激活抗肿瘤免疫提高了碘-125粒子的治疗效果和临床应用前景,并为如何高效利用俄歇电子的能量提供了新思路和新方法。

 

  伊人直播-伊人直播ios 刘志博教授和伊人直播 第三医院王皓主任医师为论文通讯作者,伊人直播-伊人直播ios 博士研究生涂智宇为论文第一作者。该工作得到了伊人直播-伊人直播ios 、北大-清华生命科学联合中心、昌平实验室、北京分子科学国家研究中心、中华人民共和国科学技术部、国家杰出青年科学基金、北京市自然科学基金的资助。

 

  原文链接://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c17573

 

排版:高杨

审核:牛林,杨四海

  

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