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  實體瘤內(nèi)部由成纖維細胞和細胞外基質(zhì)（如膠原纖維）等組成的腫瘤間質(zhì)微環(huán)境（TSM），形成了致密的屏障，顯著阻礙納米藥物的滲透與積累。研究表明，靜脈注射的納米藥物僅有不到 5% 能抵達腫瘤深層，其余大多被此屏障“攔截”。要讓納米藥物有效“鉆”入腫瘤，不僅需要“導航”定位腫瘤，還需具備“動力”突破障礙。光熱驅(qū)動納米馬達能將光能轉化為動能，被視為理想的“腫瘤穿透器”。然而，如何平衡光熱轉換效率與近紅外二區(qū)（NIR-II）發(fā)射強度之間的競爭關系，同時實現(xiàn)高效光熱治療、NIR-II 成像并突破 TSM 屏障達成高效腫瘤治療效果，仍是領域內(nèi)的挑戰(zhàn)。

  近日，香港中文大學（深圳）趙征教授與唐本忠教授開發(fā)了一種基于聚集誘導發(fā)光（AIE）材料的 Janus 納米馬達（M&P-NFT/R/DOX）。該納米馬達通過孔徑選擇性組裝策略實現(xiàn)了AIE分子NDA-FT在雙介孔二氧化硅上的選擇性負載。NDA-FT 的獨特結構賦予該納米馬達卓越的多功能性：其 NIR-II 熒光發(fā)射延伸至 1400 nm，并具有高達 46% 的光熱轉換效率（圖1）。在 808 nm 激光照射下，納米馬達產(chǎn)生NIR-II 熒光信號，可報告腫瘤位置并實時監(jiān)測其在腫瘤內(nèi)的積累，為手術導航及療效監(jiān)測提供可視化依據(jù)。此外，非對稱負載的NDA-FT基于光熱效應，在納米馬達兩側形成溫度差進而產(chǎn)生推力；同時，光熱治療能殺死腫瘤間質(zhì)細胞并降解細胞外基質(zhì)，從而“軟化”腫瘤基質(zhì)，降低 TSM 阻力，更利于納米馬達向腫瘤內(nèi)部推進（圖2）。動物實驗顯示，其腫瘤穿透效率較傳統(tǒng)納米藥物提升 3.82 倍。聯(lián)合光熱療法與化療后，腫瘤抑制率高達 94% （圖3），為攻克實體瘤提供了全新策略。

圖1. M&P-NFT/R/DOX 納米馬達的制備及表征。（a-c）AIE分子NDA-FT的結構及性質(zhì)。（d-n）孔徑選擇性組裝、M&P-NFT電鏡照片及表征。

圖2. 納米馬達的腫瘤穿透效果評估。（a-b）納米馬達對TSM的光熱重塑。（c-e）納米馬達（紅色）穿透深度顯著高于靜態(tài)對照組，透過腫瘤血管（綠色）深入腫瘤深層。

圖3. 體內(nèi)治療效果評估。聯(lián)合治療組（M&P-NFT/R/DOX + 激光）腫瘤體積顯著小于其他組，腫瘤組織切片顯示大量細胞凋亡。

  該研究工作得到了國家自然科學基金委和深圳市科創(chuàng)委項目的資助。相關成果以“Multifunctional Nanomotors with Aggregation-Induced NIR-II Emission and Photothermal Propulsion for Deep Tumor Penetration and Precise Phototheranostics”為題發(fā)表在ACS Nano (DOI: 10.1021/acsnano.5c05128)上。

  原文鏈接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c05128