Angew. Chem. Int. Ed.：湖南大学谭蔚泓院士团队发明兼具光热治疗和抵抗炎症反应的AuNR@G-P-aspirin纳米胶囊

【引言】

对于传统癌症治疗手段而言，光热疗法（Photothermal therapy，以下简写为PTT）是一种有潜力的替代或者辅助治疗手段。PTT是利用激光照射下的光吸收剂来杀死癌症细胞，并且近年来已经进入临床试验阶段。影响实体瘤光热消融效果的因素主要是光热治疗剂在NIR区域的吸收和对肿瘤组织的穿透深度。在激光照射下，温度通常在41-48℃或甚至更高的范围内升高。然而，这样的温度条件通常会引起细胞的坏死（包括破坏细胞膜的完整性，释放细胞内物质），进而引发细胞的炎症反应。炎症反应的发生会反过来刺激肿瘤再生而阻碍后续治疗。针对这种相互制约的癌症光热治疗治疗现状，研发一种可实现光热治疗的增强并同时抑制PTT诱导炎症反应的癌症治疗策略成为研究的热点方向。

【成果简介】

近日，湖南大学谭蔚泓院士和陈卓教授（共同通讯作者）团队在Angewandte Chemie International Edition在线发表了一篇题为“Simultaneous Application of Photothermal Therapy and an Anti-inflammatory Prodrug using Pyrene–Aspirin-Loaded Gold Nanorod Graphitic Nanocapsules”的文章，介绍了可实现光热治疗和抵抗炎症反应协同作用的纳米胶囊。该研究最大的创新点在于研究者发明的纳米胶囊在兼具金纳米棒光热效应，同时其表面携带的阿司匹林可以对PTT引起的炎症反应进行抑制。不仅实现了对癌症的光热治疗，还可以抑制炎症反应，进而抑制癌症的复发与再生，实现癌症的彻底治疗。这一材料的发明为后续癌症治疗的研究提供了新的方向和思路。

【图文导读】

图1. AuNR@G的进一步表征和光热效应

a）AuNR@G的TEM表征和示意图。

b）AuNR@G的HR-TEM表征。

c）AuNR@G的紫外可见光谱。

d）AuNR@G的拉曼光谱。

e）通过AuNR@G染色的Hela 细胞的拉曼成像照片（BF，明场）。

f）不同浓度AuNR@G溶液和0.25mg/mL的GIAN的加热升温曲线。

g）AuNR@G （0.25mg/mL）和GIAN（0.25mg/mL）溶液在不同激光强度下加热的升温曲线。

h）通过AuNR@G染色并激光照射后并经过碘化丙啶染色的Hela 细胞的CLSM照片。

图2. AuNR@G-P-aspirin的合成过程以及体外治疗实验

a)  P-aspirin的合成过程。

b) 表面修饰过程和P-apirin从AuNR@G上释放的图解过程。 

c) 经过P-aspirin, AuNR@G和AuNR@G-P-aspirin 复合物处理后Hela 细胞的活性。

d-e) 不同Hela细胞经过LPS或培养基处理后，RAW264.7巨噬细胞的TNF-a和IL- 6水平变化。 

图3. 体内动物水平抗癌和抗炎症反应效果评价

a) 在老鼠移植瘤模型上评价AuNR@G-P-aspirin复合物治疗效果的步骤。 

b) 不同组老鼠体重变化。 

c) 不同处理组的肿瘤体积变化曲线。 

d) 治疗7天后不同组肿瘤体积变化曲线和抑制曲线。

e-f) 不同处理组老鼠血清中细胞因子水平评价。（1#: d-PBS, 2#: d-PBS + laser, 3#: AuNR@G + laser, 4#: AuNR@G-P-aspirin + laser）

图4. AuNR@G-P-aspirin复合物抑制PTT相关炎症的抗炎机制的图解过程

PTT治疗后肿瘤细胞的坏死是杀死肿瘤细胞的主要形式。激光照射后，在AuNR@G-P-aspirin 复合物作用下，aspirin的释放会使细胞炎症因子的表达降低（如：白细胞介素-6和肿瘤坏死因子-α表达降低），进而抑制炎症反应，抑制肿瘤的复发和再生。

【小结】

利用1-芘甲醇合成抗炎症前药 : 芘-阿司匹林（P-aspirin），前药上携带的可分裂酯键，有利于与金纳米棒封装的石墨纳米胶囊（AuNR@G）的结合。通过π-π键相互作用得到的光热治疗剂，AuNR@G-P-aspirin 复合物可用于近红外光激发下实体种瘤的光热消融治疗，与此同时，阿司匹林在肿瘤环境下的释放可以实现对PTT引发的炎症反应的抑制。在实现癌症治疗的同时，阿司匹林的释放抑制了PTT带来的炎症反应等一系列影响癌症治疗效果的副反应，为癌症治疗开辟了新思路。

文献链接：Simultaneous Application of Photothermal Therapy and an Anti-inflammatory Prodrug using Pyrene–Aspirin-Loaded Gold Nanorod Graphitic Nanocapsules（Angew. Chem. Int. Ed.，2017，DOI: 10.1002/anie.201709648）

本文由材料人编辑部南渡编译，周梦青审核，点我加入材料人编辑部。

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