多功能納米顆粒包膜黃芪多糖和金納米棒聯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，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(yī)科大學研究團隊在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FUS誘導的免疫效應，并實現系統(tǒng)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(fā)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(yī)生提供了一副能夠看穿腫瘤的“眼鏡"。作者發(fā)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(fā)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(qū)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

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(fā)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）

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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(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(chuàng)新之處就是作者能夠將傳統(tǒng)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(chuàng)新方法小編希望能為大家的研究方向帶來一點啟發(fā)。