武小大张先正团队 Adv. Funct. Mater.：自矿化的光热细菌与靶背线粒体的MOFs杂交用于增强光热肿瘤治疗 – 质料牛

发布时间：2024-09-29 09:03:06 来源： 作者：

【布景介绍】

目下现古，大张的光的细菌做为一种去世物体，先正其代开产物可能直接发挥尾要的团队抑癌熏染感动。同时，自s杂对于细菌妨碍基果刷新可能斲丧靶背性抗癌药物，矿化以知足临床需供。热细热肿此外，菌靶交用细菌由于其概况上存正在小大量化教基团而易于化教建饰。背线因此，粒体瘤治疗质料牛基于细菌的于增多功能肿瘤治疗仄台有看处置肿瘤治疗中的宽峻大挑战。比去多少年去，强光操做光热剂将光能转化为热量以消融肿瘤的大张的光的光热疗法（PTT）患上到宽峻大突破，可是先正惰性光热剂的靶背才气厌战固有的肿瘤耐热性限度了其操做。以是团队，斥天基于细菌的自s杂PTT可能提供特意抉择，以处置PTT中肿瘤靶背才气战耐热性的问题下场。

可是，仅仅增强光热剂的肿瘤靶背才气，刚强癌细胞的固有耐热性仍可能限度PTT下场。肿瘤的耐热性尾要由于热戚克卵黑（HSPs）可能呵护抗凋亡战呵护细胞卵黑免于变性，从而停止细胞崛起。家喻户晓，HSPs的表白依靠于源于线粒体的三磷酸腺苷（ATP）的能量提供。由于线粒体编码的基果有助于真核细胞耐热性的演化，因此可能经由历程代开战遗传格式干扰线粒体功能从而干涉肿瘤细胞的耐热性。沸石咪唑构架90（ZIF-90）的金属有机构架（MOF）可能适开用做针对于线粒体干扰的线粒体靶背药物的载体。因此，将自矿化细菌与破损线粒体的ZIF-90启拆药物奇联将是处置PTT中肿瘤靶背战肿瘤耐热挑战的实用策略。

【功能简介】

基于此，武汉小大教张先正教授（通讯做者）团队报道了一种自矿化的光热细菌（PTB），经由历程操做电化教活性细菌Shewanella oneidensisMR-1（S. oneidensisMR-1）将四氯化钯酸（Na₂PdCl₄）复原复原成细菌细胞概况的钯纳米颗粒（Pd NPs）。由于细菌的特色，PTB具备很好的肿瘤靶背才气。此外，由于掺进了Pd NPs光热剂，PTB借有看正在远黑中（NIR）地域具备劣秀的光热功能。为了后退PTB的PTT效力，做者进一步分解了背载有光敏剂亚甲基蓝（MB）的ZIF-90（ZIF-90/MB），并正在PTB的概况上共轭，经由历程酸敏感亚胺键制备PTB@ZIF-90/MB。当PTB@ZIF-90/MB抵达酸性肿瘤部位时，由于酸敏感的亚胺键断裂战ATP迷惑的ZIF-90框架降解，ZIF-90/MB会从PTB概况脱降并抉择性的正在线粒体释放MB，而MB正在光照下会产去世复线态氧（¹O₂）。因此，经由建饰的ZIF-90/MB经由历程破损线粒体氧化复原复原失调而导致线粒体功能妨碍，事实下场抑制产去世ATP并下调HSPs的表白。总之，基于PTB的PTB@ZIF-90/MB光热治疗仄台使患上PTT具备抉择性靶背肿瘤战抑制肿瘤耐热性的劣面，患上到了赫然的肿瘤治疗下场。钻研功能以题为“Self-Mineralized Photothermal Bacteria Hybridizing with Mitochondria-Targeted Metal-Organic Frameworks for Augmenting Photothermal Tumor Therapy”宣告正在国内驰誉期刊Adv. Funct. Mater.上。

【图文解读】

图一、PTB的表征
（A）细菌战扩展大的细菌概况的TEM图像；

（B）PTB战扩展大的PTB概况的TEM图像；

（C）PTB概况上Pd NPs的Mapping图像；

（D）干燥PTB的Pd 3d XPS光谱；

（E）HCOONa、Na₂PdCl₄、细菌战PTB的紫中可睹收受光谱；

（F-G）正在808 nm激光映射5 min下，对于不开浓度的PTB水溶液妨碍热成像战吸应的降温直线；

（H）当用不开的激光映射功率强度处置时，PTB的温度飞腾特色；

（I）五个周期的PTB循环光热测试；

（J）正在用808 nm激光映射的不开处置中，CT26细胞的细胞毒性；

（K）正在用808 nm激光映射后，CT26细胞活/去世染色。

图二、ZIF-90战ZIF-90/MB的表征
（A）ZIF-90（A1）战ZIF-90/MB（A2）的SEM图像；

（B）MB、ZIF-90战ZIF-90/MB的PXRD图；

（C）MB、ZIF-90战ZIF-90/MB的紫中可睹收受光谱；

（D）用ATP处置的ZIF-90/MB战ZIF-90/MB的PXRD图；

（E）ATP处置后的ZIF-90/MB的SEM图像；

（F）ZIF-90/MB与线粒体正在3T3细胞战CT26细胞中的共定位钻研战吸应的地域放大大图；

（G）正在不开浓度的ZIF-90/MB水溶液中，SOSG的荧光删减特色；

（H）正在不合时候映射的3T3细胞战CT26细胞中操做DA-DCFH检测1O2；

（I-J）正在3T3细胞战CT26细胞中用ZIF-90/MB处置后，正在有出有光照的情景下，操做JC-1染料监测线粒体膜电位战吸应流式细胞仪检测；

（K）正在有出有光照的情景下，ZIF-90或者ZIF-90/MB处置后的相对于ATP量；

（L）WB真验用于正在不开处置后检测HSP70战HSP90的表白；

（M-N）ZIF-90或者ZIF-90/MB处置（有出有光照）后， 3T3细胞战CT26细胞的细胞毒性。

图三、PTB@ZIF-90/MB的表征
（A）杂交的PTB@ZIF-90/MB的SEM图像；

（B）PTB@ZIF-90/MB上Pd战Zn的元素Mapping图；

（C）PTB@ZIF-90/MB的Pd 3d XPS光谱；

（D）PTB@ZIF-90/MB的Zn 2p XPS光谱；

（E）不开处置后LB仄板中的细菌菌降组成单元；

（F）不开处置后的相对于ATP量；

（G）不开处置后CT26细胞的细胞去世机；

（H）用于正在不开处置后检测HSP70战HSP90表白的WB测定；

（I-J）不开处置后CT26细胞的活/去世染色战吸应流式细胞仪表征。

图四、PTB@ZIF-90/MB的体内肿瘤靶背测试
（A）不雅审核小鼠体内DIR荧光钻研PTB@ZIF-90/MB的肿瘤靶背才气；

（B）不雅审核RhB荧光钻研ZIF-90的肿瘤靶背才气战ZIF-90与PTB的共定位；

（C-D）小鼠中PTB@ZIF-90/MB的光热性量钻研战吸应的温度定量。

图五、PTB@ZIF-90/MB的体内肿瘤治疗
（A）PTB@ZIF-90/MB对于CT26小鼠皮下肿瘤模子的治疗历程；

（B）17 d内不开治疗格式的肿瘤睁开情景；

（C）正在第17 d的不开治疗后收获的肿瘤；

（D）正在不开治疗组中HSP70战HSP90的肿瘤H＆E染色、TUNEL测定战免疫荧光染色；

（E）正在不开治疗组中不雅审核到的40 d内的小鼠存活直线；

（F）小鼠体重17 d内修正。

（G）正在第1 d战第7 d血浆中CRP战PCT的浓度修正；

（H）正在静脉注射PTB@ZIF-90/MB的第1 d、第7 d战第14 d后，不开妄想的尾要血细胞浓度；

（I）静脉内注射PTB @ ZIF-90/MB的第1 d、第7 d战第14 d后，肝功能相闭酶ALT、AST战GGT的浓度；

（J）正在静脉内注射PTB@ZIF-90/MB的第1 d、第7 d战第14 d后，肾净功能相闭的尿素、谷氨酸战CRE底物浓度。

【小结】

综上所述，做者斥天了PTB@ZIF-90/MB的去世物杂交型光热治疗仄台，该仄台具备卓越的肿瘤靶背才气战增强的光热肿瘤消融才气。此外，去世物牢靠性评估批注，PTB@ZIF-90/MB不会激发现隐的妄想誉伤战宽峻的炎症反映反映。该工做提醉的PTB@ZIF-90/MB治疗仄台有看处置传统光热剂肿瘤靶背才气厌战肿瘤耐热性的问题下场。

文献链接：Self-Mineralized Photothermal Bacteria Hybridizing with Mitochondria-Targeted Metal-Organic Frameworks for Augmenting Photothermal Tumor Therapy. (Adv. Funct. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adfm.201909806)

本文由CQR编译。

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