张智军课题组利用诊疗一体化纳米粒子进行癌症治疗研究取得新进展

2015年3月2日

        将诊断与治疗功能集成在一个平台以同时达到对肿瘤的诊断与治疗目的是未来个性化医学模式的发展趋势。近日，苏州纳米所张智军研究员课题组的博士生张萌欣等，通过水热法制备出小粒径的锰掺杂氧化铁纳米粒子（manganese doped iron oxide nanoparticles, MnIO NPs），并在纳米粒子表面修饰经化学变性处理的牛血清白蛋白(denatured BSA, dBSA）以增加纳米粒子的生物相容性（MnIO-dBSA）。研究表明，通过锰掺杂及控制粒径策略所获得的MnIO小粒径纳米粒子表现出显著增强的T₁ MRI成像性能。同时，该纳米粒子具有光热转化性能可以有效杀伤4T1肿瘤细胞，是集合了成像与治疗功能于一体的诊疗一体化纳米粒子。进一步的动物实验表明， MnIO-dBSA复合物能显著增强荷瘤小鼠肿瘤部位的T₁成像效果，且增强的信号强度可维持6小时。在肿瘤组织原位注射MnIO-dBSA并经过激光（808 nm，1.5 W）单次照射5分钟即可消除4T1肿瘤，并在后续19天的观测中肿瘤没有复发。对MnIO-dBSA纳米粒子的潜在生物安全性评估实验显示，MnIO-dBSA纳米粒子没有对实验小鼠的主要器官造成明显伤害，小鼠的肝功能和肾功能维持在正常水平。本研究工作表明，该MnIO纳米粒子是一种生物相容良好、集成MRI成像及热疗功能的诊疗一体化纳米粒子，在生物医学领域具有潜在的应用价值。

Zhang M X, Cao Y H, Wang L N, Ma Y F, Tu X L, Zhang Z J. Manganese doped iron oxide theranostic nanoparticles for combined T₁ magnetic resonance imaging and photothermal therapy. ACS Applied Materials & Interface, 2015, 7(8): 4650–4658.

图1. MnIO诊疗一体化纳米粒子制备及应用示意图

图2. MnIO-dBSA增强小鼠肿瘤部位T₁成像信号

图3. MnIO-dBSA在近红外激光作用下有效杀伤肿瘤组织