【诊疗一体化荧光探针】-PTT诊疗探针
Theranostic Fluorescent Probes
诊疗一体化荧光探针
【PTT诊疗探针】肿瘤特异性酶和其他生物分子激活的治疗诊断探针
光热疗法(PTT)是一种利用温和且深透的红外光,在光敏剂(PS)的介导下,高效地将外部光能转化为热能,从而显著提升局部温度的方法。当这一光激活过程发生在肿瘤部位时,产生的热效应可直接用于杀灭癌细胞,无需依赖细胞毒性药物,展现了PTT技术的非侵入性和优异的生物相容性。其精准调控热疗区域及有效规避治疗耐药性的能力,使其备受科研人员关注。
肿瘤微环境(TME)作为调控肿瘤生存、增殖及转移的关键因素,已成为开发新型激活型肿瘤成像与治疗策略的重要靶点。鉴于传统光热制剂(PTAs)在临床应用中的局限性,科研界近年来致力于探索能够响应TME特性的激活型PTAs,以实现癌症治疗的精准靶向。
TME的一个显著特征是糖酵解异常导致的酸性pH环境,这为癌症的靶向诊断与治疗提供了新思路。基于此,Shi等人设计了一款创新的近红外(NIR)响应型光敏探针Cy-1(编号145)。该探针在酸性pH值和谷胱甘肽(GSH)的共同作用下被激活,并在癌细胞内部自发组装成纳米颗粒(145-NPs),如图80所示(参考文献419)。Cy-1探针通过细胞内吞进入肿瘤细胞后,在特有的弱酸环境下经历柠檬酸裂解和GSH介导的二硫键断裂,释放出游离的145-Core。这些富集的145-Core在癌细胞内进一步自组装成两性环状二聚体(145-Dimer)。这种分子间的π-π堆积作用促进了Cy-NPs的形成,不仅增强了其在肿瘤组织内的滞留性,还激活了高效的近红外/光声(PA)双模成像与体内光热治疗效果。
图80.(A)低pH值和GSH介导的145-二聚体形成示意图,原位生成具有恢复光热转化的145-NP。(B)使用145-NP进行癌细胞激活双模成像和PTT的示意图。
为提升光热剂(PTA)对特定肿瘤微环境(TME)的响应灵敏度,Liu及其团队针对生物标志物表达的个体差异,创新性地开发了一种基于pH敏感性的纳米探针系统(如图81所示)。该系统以近红外-IIb区(NIR-IIb)量子点PbS@CDS为核心,通过共轭连接至中空二氧化锰(MnO2)纳米壳表面,并进一步搭载分子探针IR1061,构建了复合纳米结构HvMnO2@Qds-IR1061(编号146)。
此纳米探针系统巧妙地利用了吸收竞争诱导发射(ACIE)效应,确保在中性pH的正常组织环境中几乎不产生荧光信号。然而,一旦进入肿瘤组织特有的弱酸性TME,HvMnO2纳米壳将发生选择性降解,释放封装的IR1061,从而实现对肿瘤的特异性近红外成像。
随后,通过1064nm波长激光对肿瘤区域进行5分钟的精准照射,局部温度迅速从21℃提升至72℃,成功实施了光热治疗(PTT),有效灭活了癌细胞。这种成像引导下的PTT策略不仅实现了诊断与治疗的高效整合,还为外科手术等临床应用提供了广阔的前景,展现出了巨大的应用潜力。
图81.治疗诊断探针146的NIR荧光被低pH激活,以实现NIR-IIb荧光成像引导的实体瘤PTT。
基于相似的设计原理,Park等人成功研发了一种新型的pH响应型纳米探针,名为FNP-I。该探针由碳化交联聚(乙二醇-聚(甲基丙烯酸磺基甜菜碱))与近红外光热染料IR825相结合而成。与此同时,Cai等人则选取了IR-822作为光热剂的基础,并通过在其结构中嵌入质子接受体——N1-(吡啶-4-甲基)乙烷-1,2-二胺(简称PY),构建了一种创新的荧光团-间隔基-受体型分子探针147。在初始状态下,探针147的荧光被有效淬灭(如图82所示)。
当探针147被置于酸性肿瘤微环境(TME)中时,经历质子化过程后,其荧光特性被激活,展现出近红外荧光(NIRF)和光声(PA)双模成像能力。这一特性使得探针147能够精确地指导光热治疗的应用,展现出在精准医疗领域的巨大潜力和价值。
图82.147作为NIRF/PA双模式成像引导PTT治疗的pH响应性治疗诊断探针的化学结构和示意图。
据研究报道,病毒表面的粗糙特征归因于其密集的刺突结构,这些结构在病毒感染细胞过程中起到与细胞膜紧密互动的重要作用。受到这一生物特性的启发,Liu等人在2019年设计了一种具有生物模拟靶向治疗能力的纳米探针。通过生物启发的策略,该探针集成了红外荧光染料IR825、化疗药物PEM以及稀土金属Nd3+/Nd2+离子,构建了一种自导向的NIR-II纳米片。其中,Nd3+离子作为转换媒介,促进了类病毒纳米粒子的形成。探针表面覆盖了对肿瘤酸性环境敏感的PEG,从而构建了在生理条件下稳定的核壳分层结构,模拟了病毒的形态。当进入弱酸性肿瘤微环境(TME)时,该“球-病毒”结构发生逆转变,不仅提高了光热转换效率,还通过模拟病毒的粗糙表面增强了细胞粘附性,并激活了叶酸受体介导的自靶向机制,实现了对肿瘤的精准生物模拟靶向治疗。
另一方面,Yan等人开发了一种创新的纳米平台,该平台在酸性激活与外部光照的双重作用下,能够协同执行光热疗法(PTT)和光动力疗法(PDT),并适用于精准的肿瘤靶向NIR成像引导治疗。该平台以pH响应性不对称溴化氰基团(BAC)作为激活型NIR PTT/PDT一体化试剂,与持久发光纳米颗粒(PLNPs)结合,并通过引入生物素化聚乙二醇(PEGBT)进行功能化,形成了高效的PTT/PDT纳米平台(PLNP-BAC-PEGBT),展现了出色的肿瘤靶向成像与治疗效果。
在2022年,Yin等人利用酸激活的庚胺氰基酸(Cy-TPA,即148)开发了一种新型有机纳米探针(图83)。该探针在弱酸性肿瘤环境中能够“开启”PTT效应,同时恢复近红外荧光信号。148nm颗粒在肿瘤部位的累积和延长滞留时间显著增强了PTT效果,而其酸性激活的荧光信号为PTT治疗提供了直观的指示。
此外,Liu等人进一步合成了一系列基于罗丹明染料与PEG共价结合的酸触发近红外上转换纳米颗粒(NRhD-PEG-XNPs)。这些纳米颗粒在酸性微环境中展现出卓越的上转换发光性能,并显著增强了光热效应,从而实现了对肿瘤的精准靶向与高效的光热疗法(PTT)治疗。在治疗过程中,NRhD-PEG-XNPs表现出较低的副作用,为开发可激活的治疗纳米平台提供了新的设计思路与策略。
图83.148个NP在弱酸性环境中重排以“开启”NIRF成像引导PTT的示意图。
通过将具有出色生物相容性的人血清白蛋白(HSA)与对pH敏感的荧光染料相结合,我们成功构建了一种自组装的纳米复合物体系。在肿瘤特有的弱酸性微环境刺激下,该体系能够自聚集成纳米颗粒,从而在肿瘤组织中高效实施光动力与光热联合疗法。以Liu等人设计的白蛋白-染料纳米粒子(HSA-Croc)为例,其通过巴豆碱(Croc)染料与人血清白蛋白(HSA)的自组装策略制备而成。在酸性环境下,Croc染料在790nm波长下表现出增强的吸收特性,使得HSA-Croc纳米粒子能够用于精准的肿瘤靶向光声成像及光热治疗(PTT)。
同样,Yi等人也利用了生物大分子的天然优势,采用类似策略。他们结合pH敏感的不对称青色染料(pH-PTT)与牛血清白蛋白(BSA),构建了BSA-pH-PTT纳米粒子。在酸性条件下,pH-PTT染料转变为具有更大共轭结构的形态,显著提升了在808nm波长的吸收能力。这种自组装形成的纳米颗粒在肿瘤区域有效富集,确保了光热治疗效果的最大化。
【PTT诊疗探针】缺氧激活治疗诊断荧光探针
Theranostic Fluorescent Probes
诊疗一体化荧光探针
缺氧,作为多数实体肿瘤及其微环境(TME)的显著特征,源于肿瘤细胞失控性增殖、血管生成异常及氧气供应受限,而这种现象在健康组织中较为罕见,因此被视为癌症治疗中极具针对性的生物标志。尽管肿瘤细胞已发展出多种机制来适应这种缺氧环境,从而增强其耐药性和生存能力,但光热疗法(PTT)作为一种无需氧气参与且能精准控制治疗区域和时机的方法,在治疗缺氧性肿瘤中展现出巨大潜力,能有效诱导肿瘤细胞不可逆的热消融。
为实现PTT的缺氧响应性,研究者们设计了缺氧靶向的递送载体携带光热剂,或是整合缺氧敏感基团以激活光热效应,这些策略对精准操控光热行为至关重要,并推动了新型缺氧响应性光热剂的发展。
基于光热转换效应的PTT技术,在癌症治疗中显示出高效且低副作用的潜力,尤其是在提供高度肿瘤消融效率的同时,对周围正常组织影响甚微。在此背景下,Cai等人创新性地开发了编号为149的单分子探针,该探针巧妙地融合了缺氧响应性和硝基还原酶(NTR)酶促反应激活机制。通过共轭硝基咪唑基团(一种特异性的缺氧激活单元)与近红外-II/光声(PA)信号发射染料IR-1048的结合,探针149不仅支持近红外-II荧光成像,还能利用三维PA成像技术在深部组织中实现肿瘤的高对比度可视化。在缺氧肿瘤微环境的触发下,149探针被激活,展现出显著的光热转换效应及增强的近红外-II荧光,为肿瘤的精确定位和深度组织成像提供了强大工具,从而确保彻底且无残留的肿瘤消融效果。因此,这种多功能的149探针代表了一种快速且灵敏的缺氧响应型近红外-II荧光/光声成像探针,同时也是一种高效的小分子光热剂,为PTT治疗提供了新途径(图84)。
图84.用于使肿瘤可视化并诱导NTR触发的PTT效应的NTR响应性NIR-II荧光/PA探针149的示意图。
针对传统光热剂在疏水性和光稳定性上的不足,Guo及其研究团队通过巧妙的策略,将磺化偶氮羰基炔(SAC4A)与有机小分子光热材料IR780复合,成功构建了编号为150的先进超分子光热治疗(PTT)体系。这一创新设计显著提升了光热剂的水溶性、光稳定性以及光热转换效率。SAC4A及其细胞内还原产物NH2C4A,不仅为IR780提供了有效的光降解保护,还显著增强了其光热转换性能,从而大幅提升了PTT的治疗效果。
该体系150还展现了独特的双模式成像引导功能。在缺氧的肿瘤微环境中,SAC4A发生结构变化并释放游离的IR780,实现从“荧光熄灭”(150状态)到“荧光激活”(IR780状态)的转变。这一智能响应不仅实现了细胞和活体水平上的肿瘤特异性成像,还同步触发了高效的超分子PTT过程(见图85)。这一设计策略不仅优化了光热治疗的靶向性和可视化程度,也为基于化学与材料科学的肿瘤诊疗一体化方案提供了新的方向。
图85.使用150a和150b构建的超分子光热剂150的示意图。以及超分子纳米诊疗试剂150的肿瘤选择性成像和PTT应用。
在精准癌症治疗的探索中,可激活的光热疗法(PTT)因其巨大的潜力而备受瞩目。然而,当前多数探针受限于单一的光动力疗法(PDT)或光热作用,面对细胞缺氧及复杂的肿瘤微环境(TME)时,其治疗效果往往受限。为了克服这一挑战,Pu等人巧妙地设计了一种双锁定机制的可激活光热探针151。该探针能在肿瘤部位产生近红外荧光(NIRF)信号,并根据肿瘤边缘与核心不同的生物标记物反馈,智能地在PDT与PTT之间切换:在肿瘤周边,通过生物标记物触发PDT;而一旦探及肿瘤核心的缺氧标记,则迅速转为PTT模式。这种PDT-PTT自适应探针仅需单一激光激发,即可在肿瘤周边产生细胞毒性的单线态氧(¹O₂),同时于肿瘤中心产生热疗效应,以追求肿瘤的全面根除。因此,该双锁定探针为精准光热治疗提供了新的分子设计策略(图86)。
此外,Peng等人借助单分子荧光共振能量转移(smFRET)的原理,将二碘二苯乙烯二吡啶(BDP)与氯柯纳因(CR)整合,开发出光敏剂BDP-CR(152)。这种PS在肿瘤中展现了PDT与PTT协同作用下的“1+1>2”效应,拓宽了600-850nm近红外区域的光吸收谱带,提高了光捕获效率。面对不同的缺氧条件,BDP-CR展现出灵活的适应性:在轻度缺氧时,PDT通过光子能量激活氧气生成ROS;而在重度缺氧时,则主要依赖不依赖氧气的PTT途径来消灭癌细胞(图87)。
针对PDT在缺氧环境下效率低下的问题,Liu等人研发了一种新型的硝基还原酶调控的硼二吡咯并二酮(BODIPY)基光敏剂Ion-BDP。Ion-BDP在近红外光照下既消耗氧气又产生ROS以支持放疗,而在无氧环境下,硝基还原酶能特异性切割Ion-BDP中的4-硝基苄基,释放出具有PTT功能的BDP。值得注意的是,Ion-BDP本身具有荧光特性,但在激活BDP的PeT(光致电子转移)效应下荧光减弱,这种“开关”式PS为采用单一光源同时激活PDT和PTT提供了一种模型,简化了多模式光疗的实施。此外,还有一系列展现PDT/PTT协同效应的双功能探针,如2TPAVDPP、TPATPEVDP、2TPEVDPP、AzoCyS-NNPs、LCT-CyI-TPZ等,这些探针进一步丰富了光治疗策略的多样性与效能。
图86.(A)肿瘤中自动调节的PDT-PTT的示意图。(B)描述151在GGT和NTR存在下实时肿瘤成像和自动调节PDT-PTT的分子机制的方案。
图87.基于smFRET的组合光疗机制和光触发的癌细胞死亡的示意图。
为了增强超分子体系在肿瘤乏氧微环境中的光热转换性能,Zhang及其研究团队巧妙地结合了苝酰亚胺(PDI)衍生物与葫芦脲(CB),成功构筑了一种新颖的超分子复合物153。实验结果表明,该复合物153在乏氧条件下能够生成超分子过烯酰亚胺自由基阴离子,且其生成与消除过程可通过调节肿瘤区域的氧气水平实现精准控制。特别值得注意的是,通过有效淬灭这种超分子PDI自由基阴离子,实现了体系的“关闭-开启”切换机制,这一机制不仅显著提升了光热转换效率,而且有效抑制了乏氧诱导因子-1(HIF-1)的表达,为改善肿瘤治疗效果提供了新的策略(图88)。这一设计策略不仅拓展了光热疗法在复杂肿瘤环境中的应用前景,也展现了通过精细调控超分子相互作用来优化治疗响应的潜力。
图88.肿瘤中原位缺氧诱导的超分子PDI自由基阴离子的示意图,用于具有受控“开-关”状态的特定PTT。
除了结合光动力疗法(PDT)与光热疗法(PTT)的探针外,科研人员还深入探索了多种针对厌氧条件响应的多功能治疗体系,这些体系涵盖了从光热/生物影像到药物递送/气体治疗的协同策略。Chen等人特别设计了一种集肿瘤诊疗于一体的双模态纳米平台——Cy-C-S-NPs(标记为154-NPs)。该平台基于表面修饰有磷脂层的金纳米颗粒(C-S-NPs),通过表面涂层技术固定了近红外荧光染料Cy-DM。在正常的氧气充足环境中,C-S-NPs能有效抑制Cy-DM的荧光。然而,一旦进入肿瘤特异性的乏氧微环境,设计的偶氮键将断裂,从而释放Cy-DM分子并激活荧光信号。
这一独特机制赋予了154-NPs利用荧光分子成像及拉曼成像技术,对肿瘤进行双重精准定位的能力。更重要的是,在近红外激光的激发下,这些纳米粒子能够同时执行PDT与PTT,对肿瘤实施高强度的联合治疗,展现出了卓越的治疗效果。安全性评估表明,154-NPs对心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏等主要健康器官几乎无副作用,这为其作为癌症治疗候选方案提供了广阔的前景(图89)。
图89.154-NP检测肿瘤缺氧和PDT/PTT的机制。经参考文献(446)许可转载。版权所有2013英国皇家化学学会。
在药物传输与光热/光动力特性的融合方面,研究者们展现出了创新性的策略。Lin及其团队精心设计了复合型前药BAC,通过缺氧敏感的偶氮苯链接分子,将化疗药物喜树碱(CPT)与荧光光热材料BODIPY巧妙地结合。随后,这一前药被封装于人血清白蛋白(HSA)内部,形成纳米载体(HSA@BAC),以增强药物的溶解性和实现肿瘤靶向累积。在乏氧的肿瘤细胞环境中,由于偶氮还原酶的高表达,BAC结构会发生裂解,释放出游离的CPT,从而最大化化疗效果。此外,当受到730nm激光刺激时,HSA@BAC纳米粒子通过无需氧气参与的PTT机制产生热量,导致肿瘤细胞发生不可逆的凋亡。
另一方面,Zhao等人则成功合成了复合纳米粒子NP1,该粒子由缺氧响应性共轭聚合物(P1)、多金属氢硫化物(H₂S)供体(P2)以及具有近红外吸收特性的aza-BODIPY染料(B1)组成。这一设计旨在实现H₂S的递送,并协同H₂S气体疗法与PTT。NP1的结构设计使其在乏氧条件下能够降解,激活P2的水解过程,从而持续释放H₂S。同时,B1组分在近红外光照下展现出卓越的光热转换效率,不仅能高效产热,还能显著抑制细胞色素c氧化酶(COXIV)的活性,阻断ATP合成途径,干扰线粒体呼吸链。这种设计策略显著增强了H₂S气体疗法与PTT在乏氧肿瘤微环境中的治疗协同作用,从而进一步提升了抗肿瘤疗效。
【PTT诊疗探针】肿瘤微环境(TME)激活的治疗诊断探针
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诊疗一体化荧光探针
酶作为生物标志物的重要组成部分,在肿瘤的诊断与治疗技术开发中扮演着关键角色。特别地,γ-谷氨酰转肽酶(GGT)作为肿瘤组织中显著升高的生物标志物,引起了广泛关注。Liu等人报道了一种GGT敏感型近红外纳米探针(NRH-G-NPs),该探针通过巧妙设计,利用酰胺键将γ-谷氨酸(γ-Glu)与氰基荧光素(NRH-NH2)桥接构建而成。当该纳米探针遭遇GGT特异性酶切时,能够精准转化为荧光增强的NRH-NH2-NPs,其荧光强度激增180倍,并展现出显著的光热治疗效果,极大提升了诊疗的精准度。
此外,针对卵巢癌中β-半乳糖苷酶(β-gal)的异常高表达现象,Pu等人在2018年提出了一种创新的可激活多功能诊疗探针CyGal-P(155)。该探针的核心结构由d-半乳糖笼状结构包裹的近红外半氰胺染料(CyOH)与长链聚乙二醇(PEG)链接构成。在β-gal的作用下,CyGal-P能够激活并释放出强烈的近红外荧光(NIRF)、光声(PA)信号及光热效应。这一设计不仅实现了酶促激活的成像指导下的光热治疗(PTT),还为基于β-gal激活机制的诊疗试剂研发开辟了新的路径。这一系列的进展无疑加深了我们利用酶学特性进行肿瘤精确诊疗的能力,为未来的肿瘤治疗提供了新的思路和策略(图90)。
图90.(A)155的合成步骤。(B)155在肿瘤中的激活机制示意图。
深入的科学研究揭示,碱性磷酸酶(ALP)在转移性前列腺癌的病理进程中呈现出显著的过表达现象。基于这一发现,Yang等科研团队巧妙地设计了一种新型线粒体靶向探针156。该探针独特地具有ALP酶特异性激活机制,不仅能够产生增强的近红外荧光(NIRFL)及光声(PA)信号,从而精确描绘ALP的活性分布图,还能在特定位置自发形成高级别的超分子组装体,极大提升了针对前列腺癌细胞的光热治疗效果。这种创新的策略融合了酶促累积、荧光/光声双模态成像与光热疗技术,显著拓宽了诊断与治疗一体化探针在医学领域的应用前景,为临床实践提供了更为全面和精确的治疗方案(如图91所示)。
图91.肿瘤中探针156的化学结构和分子机制。
除了酶类之外,多种生物大分子,如半胱氨酸(Cys)、硫化氢(H₂S)和谷胱甘肽(GSH),同样在构建高精度诊断工具中扮演着关键角色。特别引人关注的是,临床数据强调了肿瘤微环境中半胱氨酸(Cys)的高丰度,以及其在维持氧化还原稳态中的核心地位。基于此,Kolemen等人研发了一种创新的氯化半氰胺基荧光探针157,该探针专门针对半胱氨酸(Cys)响应设计。
该探针以氯化半氰胺作为荧光发射中心,并通过共轭的丙烯酸酯基团实现了对Cys的高度选择性识别。当Cys触发时,探针Cl-Cys不仅释放出强烈的近红外荧光信号,还激活了产生单线态氧(¹O₂)和进行光热转换的功能。这标志着首个融合光热效应与光动力治疗双重功能的Cys激活型有机小分子探针的诞生。
这一开创性的研究不仅丰富了生物传感领域的研究内容,还为开发具备诊断与治疗双重功能、特定响应生物大分子的肿瘤探针设计提供了新的方向(如图92所示)。
图92.157和Cys之间相互作用的分子机制,导致NIRF和“开启”PPT/PDT。
硫化氢(H₂S)作为结直肠癌(CRC)成像导向治疗中的潜力巨大的药理靶标,其重要性日益凸显。为此,Zhao团队独辟蹊径,开发出一种创新的H₂S响应型纳米光热剂(158)。这款诊疗试剂的核心部分由单氯BODIPY构成,该物质以其高效的光热转换效率而著称。在结构设计上,纳米光热剂外围巧妙地融合了三条聚乙二醇(PEG)链,并通过半氰基官能团与一个亲水性头部相连,从而显著提升了其生物相容性和稳定性。
在生理条件下,这款纳米光热剂(158NPs)能自发组装成具有理想亲疏水平衡的纳米颗粒,展现了卓越的自组装特性。尤为引人注目的是,在H₂S富集的肿瘤微环境中,158NPs在790nm近红外激光的激发下,展现出了显著增强的光热转换效能。借助这一高效的光热效应,并结合先进的影像导航技术,实验成功实现了对CRC组织的精确光热消融治疗(如图93所示)。此项研究为基于H₂S介导的智能诊疗一体化策略开辟了新的视角。
图93.(A)H₂S响应SSS的合成和158的自组装过程。(B)NIR荧光引导PTT肿瘤中158NP激活的示意图。
谷胱甘肽(GSH),作为一种在肿瘤细胞中显著累积的生物大分子,为“激活型”治疗体系的设计提供了灵感。2018年,Jiang等人创新性地构建了一种基于GSH响应的自惰性药物-染料共轭前体(DDC)系统。该系统以2-羟基-5-甲基-1,3-苯二甲醇为核心构建块,并通过碳酸酯键巧妙地将荧光染料分子与诊疗性药物基团精准偶联。
在特定的肿瘤微环境中,由于GSH浓度的异常升高,DDC系统中的二硫键被特异性地还原断裂,进而触发药物有效成分与荧光染料的同步释放。值得注意的是,释放出的荧光染料不仅作为生物标志物使用,还兼具光热效应,有效增强了药物在肿瘤组织中的渗透能力,从而显著提升了治疗干预的效果(参见图94)。这一研究展示了通过精准调控化学反应来响应肿瘤微环境中特有生物标志物GSH的潜力,为肿瘤靶向治疗领域提供了新颖的材料学和化学解决方案。
图94.响应GSH的药物释放、荧光激活和PTT激活策略的分子机制示意图。
为了优化治疗药物在肿瘤区域的滞留效能,Lan等人提出了一种基于原位自组装技术的创新策略,旨在增强胶质母细胞瘤的光热疗法(PTT)效果。他们精心设计了核心探针ICG-PEP-c(RGD)fk,该探针采用谷胱甘肽(GSH)敏感的自组装多肽作为支撑框架,搭载了高效的光热试剂吲哚菁绿(ICG),并融合了环状Arg-Gly-Asp肽[c(RGD)fk]以实现肿瘤靶向。在胶质母细胞瘤特异的微环境刺激下,GSH会触发二硫键的断裂,从而促使GSH响应性自组装肽结构发生变化,显著延长了诊疗体系在肿瘤部位的驻留时间,进而增强了光热治疗的疗效。此外,基于GSH响应机制的复合成像与治疗系统亦展现出广阔的应用前景。
Yang等人报道了一种新型GSH响应型纳米粒子,该纳米平台集成了双模态成像与PTT功能。该平台由二硫键桥接的羟乙基淀粉紫杉醇(PTX)缀合物(HES-SS-PTX)与近红外(NIR)青色荧光探针DiR构建而成。在肿瘤微环境高浓度GSH的作用下,二硫键断裂促使PTX与DiR精准释放。释放的PTX参与光热转换过程,与PTT协同作用,显著增强了治疗效果。这一设计不仅实现了诊疗一体化,还凸显了GSH响应性纳米载体在精准医疗领域的巨大潜力与优势。
参考文献
Sharma, A.; Verwilst, P.; Li, M.; Ma, D.; Singh, N.; Yoo, J.; Kim, Y.; Yang, Y.; Zhu, J.-H.; Huang, H.; Hu, X.-L.; He, X.-P.; Zeng, L.; James, T. D.; Peng, X.; Sessler, J. L.; Kim, J. S. Theranostic Fluorescent Probes. Chem. Rev. 2024, 124 (5), 2699–2804. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.3c00778.