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Bioactive Materials
基于荧光追踪的定时光热联合化疗策略显著提升肿瘤治疗效果

2025-08-26

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该研究设计了一种自组装的肽-药物偶联物IR-FFKK-CPT,通过荧触酶响应实现化疗与光热治疗的时空同步,显著提升肿瘤治疗的抑制率。这种新型治疗策略为肿瘤精准治疗提供了重要参考。

 

文献概述
本文《Timed photothermal therapy combining fluorescence-on chemotherapy maximizes tumor treatment》,发表于《Bioactive Materials》杂志,回顾并总结了一种新型的光热与化疗联合治疗策略。研究通过自组装的IR-FFKK-CPT偶联物,在肿瘤细胞内经羧酸酯酶(CES)水解后释放化疗药物CPT,同时激活荧光信号,用于精确回溯光热治疗的最佳照射时间,从而显著提高肿瘤治疗效果。整段通顺、有逻辑,结尾用中文句号

背景知识
肿瘤治疗中,光热治疗(PTT)和化疗的联合应用因其时空可控性和系统性治疗效果而受到广泛关注,但两者之间的时空协调问题仍是挑战。传统的非共价封装策略存在药物提前泄漏和稳定性问题,而该研究通过共价偶联方式设计IR-FFKK-CPT,确保两者在肿瘤部位共激活。该偶联物在体内自组装形成纳米颗粒,具有高光热转换效率;在CES作用下释放CPT并激活荧光,从而实现对化疗启动和光热治疗窗口的同步追踪。这一策略不仅解决了现有非共价体系中治疗时机不确定的问题,还通过荧光信号动态变化提供实时治疗反馈,为精准肿瘤治疗提供了新思路。此外,该研究通过动物实验验证,12小时后进行光热照射可显著抑制肿瘤生长,肿瘤体积缩小至13.7%或10.2%,远优于6小时或24小时组。研究进一步通过细胞实验和动物模型验证了其在凋亡、线粒体功能障碍、免疫原性细胞死亡等方面的多重机制,为未来肿瘤联合治疗策略提供坚实基础。

 

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研究方法与实验
IR-FFKK-CPT偶联物通过分子自组装形成纳米颗粒,具有高光热转换效率和荧光淬灭特性。在CES作用下,该偶联物水解并释放CPT,同时激活荧光,用于追踪化疗启动和光热治疗效果衰减。研究通过HPLC、TEM、DLS、荧光成像等多种技术验证其结构与功能变化。在细胞水平,通过共聚焦荧光成像和流式细胞术分析荧光激活时间与化疗启动的关联。动物实验中,采用4T1荷瘤小鼠模型,验证不同时间点光热照射的肿瘤抑制效果,结合HE染色、TUNEL和Caspase-3检测评估细胞死亡程度。

关键结论与观点

  • IR-FFKK-CPT偶联物可自组装形成平均直径为180.9 nm的纳米颗粒,具有高光热转换效率和荧光淬灭特性。
  • CES介导的水解反应使纳米颗粒解离并释放CPT,同时激活荧光信号,FL强度提升30.1倍。
  • 在细胞水平,6小时后荧光信号达到峰值,但最佳光热治疗时间点为4小时,此时细胞杀伤效率最高(32.5%存活率)。
  • 动物实验中,12小时后进行光热照射可显著提升肿瘤抑制效果,相对肿瘤体积降至13.7%或10.2%,优于6小时或24小时组。
  • IR-FFKK-CPT纳米颗粒在肿瘤组织中具有良好的稳定性,14天内无明显降解。
  • 该治疗策略通过ROS生成、线粒体功能障碍和免疫原性细胞死亡(ICD)等多途径诱导细胞凋亡,显著增强抗肿瘤免疫反应。
  • 研究确认IR-FFKK-CPT在体内具有良好的血液相容性和生物安全性,无明显毒性或病理异常。

研究意义与展望
该研究为肿瘤治疗提供了一种基于荧光反馈的定时光热-化疗联合策略,实现了时空协同治疗,显著提升治疗效果。未来可进一步探索该策略在其他肿瘤模型中的应用,并开发适用于临床转化的稳定剂型。

 

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结语
本研究提出了一种创新的光热与化疗联合治疗策略,通过荧光信号动态反馈精准回溯最佳照射时间,从而实现肿瘤治疗效果的最大化。该策略不仅优化了现有治疗方式的时空协调问题,还通过分子自组装和CES响应性释放机制提升了药物特异性与光热效率。IR-FFKK-CPT偶联物在4T1细胞和小鼠模型中均表现出优异的肿瘤抑制能力,为未来肿瘤联合治疗研究提供了重要理论支持。赛业生物提供的相关动物模型、细胞服务和基因编辑平台可助力进一步验证该治疗策略的广谱适用性。

 

文献来源:
Runqun Tang, Ziyi Zhang, Xiaoyang Liu, Zhonghua Shi, and Gaolin Liang. Timed photothermal therapy combining fluorescence-on chemotherapy maximizes tumor treatment. Bioactive Materials.
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