通過熒光顯微鏡作者觀察到熒光標記的EDTA-納米脂質體(1%Pyro-EDTA-liposome) 進入細胞后呈現極少量的斑點狀模式,大部分熒光信號分散在細胞胞漿中 (圖 B)。作者進而將EDTA-脂質模塊引入卟啉納米(PS)?平臺。PS是一種由卟啉脂質自組裝形成的類脂質體結構。由于其擁有的卟啉密度極高(>80,000 每顆粒), PS呈現出卟啉光學(如熒光)和光動力活性(單線態氧生成)的超級淬滅效應[1]。前期研究表明PS 能在其光學活性被淬滅的狀態下遞送卟啉納米粒進入腫瘤微環境。部分卟啉分子可以在腫瘤細胞內逐漸激活并呈現與Photofrin(一種已獲臨床批準的光敏劑)同等的光動力療效[2]。盡管PS取得了良好的光動力效果, 但腫瘤細胞對其攝取效率并不理想, 限制了PS充分發揮其光動力活性。引入EDTA-脂質后,合成的新型富含EDTA-脂質的PS(EDTA-卟啉納米,ePS)使癌細胞中的卟啉攝取量增強了25 倍 (圖 C)。這種細胞內攝入增強效應是一個能量依賴過程, 并不受癌細胞表面受體的影響。通過對納米顆粒與細胞膜的作用機理,作者發現ePS 增強癌細胞攝取效應歸因于其所含EDTA 或DTPA脂質模塊。它們能以類似表面活性劑的作用方式使細胞流動性增強(圖 A),從而增強納米粒的細胞內遞送。在細胞光動力實驗中, ePS的光動力效力相較于原始PS得到大幅提升, 細胞殺傷率從小于5%(PS)提高到大于95% (ePS) (圖 D)。在腫瘤小鼠模型中,ePS通過尾靜脈注射后能快速展示腫瘤熒光成像能力, 并顯著增加光動力治療效果。小鼠治療后存活率達到100%,顯著高于PS治療后的小鼠存活率(60%)(圖 E)?。

[1] J. F. Lovell, C. S. Jin, E. Huynh, H. Jin, C. Kim, J. L. Rubinstein, W. C. W. Chan, W. Cao, L. V. Wang, G. Zheng,?Nat. Mater.?2011, 10, 324–332.
[2] K. Guidolin, L. Ding, J. Chen, B. C. Wilson, G. Zheng,?Nanophotonics?2021, 10, 3161–3168.
Tiffany Ho,?Dr. Keegan Guidolin,?Dr. Ali Makky,?Michael Valic,?Lili Ding,?Jiachuan Bu,?Mark Zheng,?Dr. Miffy H. Y. Cheng,?Jeremy Yau,?Dr. Juan Chen,?Prof.?Dr. Gang Zheng
Angewandte Chemie International Edition
DOI:?10.1002/anie.202218218