復旦團隊合成pH/H2O2響應性介孔空心氧化鈰稀土上轉換髮光納米材料作為生物催化劑和光敏劑實現腫瘤協同治療

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缺氧是實體腫瘤的顯著特徵，其主要是由於腫瘤中心區域血流不足和供氧不足造成的，會導致腫瘤組織的含氧量明顯低於健康組織。光動力學療法（PDT）是一種需要光（如激光）、光敏劑和氧共同參與的治療過程，是治療腫瘤的有效方法之一。化療是另一種癌症治療方法，且通常在相對富氧微環境的「正常」腫瘤中使用抗腫瘤藥物（如阿黴素DOX）更加有效。然而，與「正常」腫瘤的治療相比，不論是氧依賴性的PDT，還是抗腫瘤藥物的化療，在缺氧微環境的腫瘤中療效都非常有限。復旦大學的張凡教授和他的研究團隊致力於開發一類智能多功能載體，可以同時承擔在腫瘤部位產生氧氣和光動力治療的任務，以克服缺氧對腫瘤治療的不利影響。

在最近發表的通訊文章中，張凡教授報道了他的研究團隊設計合成的一種基於鑭系離子摻雜的介孔空心氧化鈰稀土上轉換髮光納米材料（Ce-UCNPs）。這種材料集產氧、光動力和化療協同治療為一體，並可用近紅外（NIR）光觸發以實現PDT。特別地，Ce-UCNPs可以通過類酶催化反應有效地分解腫瘤內源性H2O2，原位供應氧氣以提高PDT的效率。同時，Ce-UCNPs具備的介孔空心納米結構和表面腫瘤靶向修飾也可以使這種材料作為藥物載體以提高化療的效果。

這種H2O2響應性的新型納米藥劑實現了氧氣的可持續自給，可以克服腫瘤部位的缺氧。利用NIR光對PDT產生自由基的時空控制，可以有效避免直接使用紫外或可見光對組織的光損傷，同時提高了組織穿透深度。不僅如此，具備H2O2激活、O2產生以及腫瘤靶向的特點，使這種材料對活體組織中的腫瘤細胞具有高選擇性，防止對正常細胞的損傷，從而大大降低了副作用。總之，這項工作為建立智能PDT/化療系統，以實現對缺氧腫瘤組織更精準有效的治療提供了新的思路。

相關研究發表在Advanced Materials上，文章的第一作者是復旦大學的姚池博士和王文興博士。

該論文作者為：Chi Yao, Wenxing Wang, Peiyuan Wang, Mengyao Zhao, Xiaomin Li and Fan Zhang

Near-Infrared Upconversion Mesoporous Cerium Oxide Hollow Biophotocatalyst for Concurrent pH/H2O2-ResponsiveO2Evolving Synergetic Cancer Therapy

Adv. Mater.,2018, DOI: 10.1002/adma.201704833

導師介紹

張凡

http://www.x-mol.com/university/faculty/9670

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