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Angew. Chem. :促進脂質納米粒細胞內攝取的新方法2023-04-30
?納米顆粒在進入腫瘤微環境后能否有效地被癌細胞攝取是納米藥物遞送系統的關鍵。近日,加拿大多倫多大學和多倫多綜合醫院的Gang Zheng和Juan Chen等提出了一種促進脂質納米粒細胞內攝取的新方法。在納米粒結構中引入EDTA-脂質?或DTPA-脂質模塊就可以通過流化細胞膜來大幅提高脂質納米粒進入腫瘤細胞的效率, 而不需要依賴于腫瘤細胞表面的特定受體?(圖 A)。

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)?。

 

 

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本研究開發的新型EDTA-脂質模塊可廣泛應用于組裝脂質納米粒以增強脂質體藥物載體的細胞內攝取。在癌癥治療中, 許多藥物,例如阿霉素(DOX)等,的療效和靶向性高度取決于藥物攝入癌細胞的有效率。本研究提出的增強納米粒細胞內攝取的新方法,可為克服藥物細胞內輸送障礙提高其診斷治療有效性和選擇性提供新途徑。

References

[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.

文信息

Novel Strategy to Drive the Intracellular Uptake of Lipid Nanoparticles for Photodynamic Therapy

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

 

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