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张树彪/梁兴杰/甄宇红ACS Nano:温敏脂质涂层碳纳米管用于协同光热治疗和基因治疗

使用核酸来治疗肿瘤的基因疗法(GT)被认为是一种有前途的治疗策略。特别地,小干扰RNA(siRNA)作为潜在的治疗剂引起了极大的关注,因为它们可以通过沉默mRNA(mRNA)来调节蛋白质的表达。尽管siRNA具有治疗潜力,但它们仍具有明显的局限性,例如体内的快速酶促降解和低细胞内摄取率,这就需要改善向靶点的递送。光热疗法(PTT)与基因疗法的联合治疗表现出协同抗肿瘤活性的巨大潜力。然而,缺乏基因控制释放的载体仍然是一个严峻的挑战。

鉴于此,大连民族大学张树彪、国家纳米科学中心梁兴杰联合大连医科大学甄宇红等人采用肽脂(PL)和蔗糖月桂酸酯(SL)包覆单壁碳纳米管(SCNTs)和多壁碳纳米管(MCNTs),形成具有优异温敏和光热性能的双功能递送系统(分别表示为SCNT-PS和MCNT-PS)。 



示意图

本文要点:1)碳纳米管在一个光学窗口内被激活,该窗口在适合于光穿透到深层组织的波长下工作。这些可光转换的基因载体随着温度的升高而分解,释放出抗survivin siRNA,并且siRNA从捕获它们的内体中逸出。



纳米管体外表征


2)CNT/siRNA通过抑制survivin表达抑制肿瘤生长,同时在近红外(NIR)光下表现出光热效应。SCNT-PS/siRNA具有很高的抗肿瘤活性,对某些肿瘤具有完全抑制作用。由于PL和SL涂层的作用,温敏的脂质发生了相变,这使得siRNA能够高效地全身递送到肿瘤部位,并有助于siRNA的释放。



动物肿瘤治疗实验


总之,本文通过PL和SL在CNTs上的自组装,构建了双功能脂质涂层的单壁和多壁CNT输送系统(SCNT-PS和MCNT-PS)。在装载治疗性siRNA后,PTT和GT的组合在体内和体外均产生了显着的肿瘤抑制作用。值得注意的是,使用SCNT-PS / siRNA治疗21天后,一些肿瘤甚至完全消失。研究人员将对肿瘤生长的这种显着抑制归因于载体中所用脂质的温度敏感性。这些脂质使双功能纳米颗粒具有将siRNA转运至肿瘤细胞的高能力,以及出色的温度控制型基因在肿瘤细胞内部的释放。此外,SCNT-PS和MCNT-PS纳米粒子在浓度高达60μg/ mL或对小鼠无毒性时均没有明显的细胞毒性作用。综上所述,CNT-PS纳米颗粒是用于未来临床癌症治疗的有前途的工具。
参考文献:Yinan Zhao, et al. Temperature-Sensitive Lipid-Coated Carbon Nanotubes for Synergistic Photothermal Therapy and Gene Therapy. ACS Nano, 2021.DOI: 10.1021/acsnano.0c08790https://doi.org/10.1021/acsnano.0c08790
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