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不论肿瘤的来源、位置和种类,对其进行特异选择性成像与给药而不影响正常组织是癌症诊断和治疗面临的重大挑战。
北京师范大学范楼珍教授课题组研发了一种结构类似大的氨基酸的碳量子点(LAAM-CQDs)有望解决这一问题。 2020年3月30日,Nature Biomedical Engineering杂志在线发表了该项研究成果,题为“Targeted tumour theranostics in mice via carbon quantum dots structurally mimicking large amino acids”。
LAAM TC-CQDs近红外发荧光,可以实现肿瘤荧光和光声双模态成像,并且可以作为药物载体对肿瘤(包括脑部肿瘤)进行抗癌药物靶向递送。
在体外实验中,LAAM TC-CQDs可以高效地被肿瘤细胞摄取而几乎不被正常体细胞摄取;在活体实验中,LAAM TC-CQDs可以选择性地在肿瘤富集却几乎不在正常组织富集。
LAAM-CQDs作为一类具有肿瘤广谱精准靶向成像与药物递送的平台,对于肿瘤的广谱精准靶向诊疗的研究具有里程碑意义,有望大幅度提高癌症患者的临床治疗效果。
范楼珍教授课题组的这项研究发现,LAAM TC-CQDs的边缘具有多个游离的α-氨基酸基团,通过大中性氨基酸转运体1(LAT1)介导内吞高选择性进入肿瘤细胞。
由于LAT1 在大多数肿瘤细胞中过表达而只在少数组织 (血脑屏障、胎盘、脾脏、睾丸和结肠等)表达,因此, LAAM TC-CQDs对癌细胞具有广谱的精准靶向性。
LAAM TC-CQDs在700 nm处发射荧光,成功用于荷瘤鼠体内荧光和光声肿瘤成像。
LAAM TC-CQDs作为化疗药物载体,仍然能够精准靶向肿瘤,成功将药物选择性地递送至肿瘤组织,从而提高了化疗效率。
更有意义的是,因为血脑屏障是为数不多的表达LAT1的正常组织之一, LAAM TC-CQDs可以成功穿过血脑屏障,并与脑肿瘤相互作用,具有实现脑瘤成像并将抗癌药物靶向递送至脑肿瘤的能力。
北京师范大学范楼珍教授课题组博士研究生李淑花、宿雯和吴浩为文章共同第一作者,范楼珍教授和耶鲁大学周江兵教授为共同通讯作者。
相关技术成果已申请了国际发明专利(PCT/CN2019/115263)。
LAAM TC-CQDs成功入选美国NCL(Nanotechnology Characterization Laboratory)的Assay Cascade Awardees。
NCL将为这一项目提供免费临床前安全评价、药效和药物代谢等实验。
据悉,这是来自中国大陆的首例入选项目。
论文信息:
DOI:10.1038/s41551-020-0540-y
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GMT+8, 2024-12-27 19:27
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