多功能纳米颗粒包膜黄芪多糖和金纳米棒联合聚焦超声治疗乳腺癌

聚焦超声（FUS）是临床上治疗肿瘤常用的非侵入性技术，能够通过局部热消融产生对癌症的免疫刺激效应，但是单独使用FUS似乎不足以产生很好的抗肿瘤作用。为了克服这一限制，来自重庆医科大学研究团队在International Journal of Nanomedicine上发表了Multifunctional Nanoparticles Encapsulating Astragalus Polysaccharide and Gold Nanorods in Combination with Focused Ultrasound for the Treatment of Breast Cancer的文章，介绍了一种多功能纳米粒子，可以增强FUS诱导的免疫效应，并实现系统性、长效的抗肿瘤免疫，同时提供成像和热增强效果。

接下来小编带大家看看研究团队具体的研究方法和实验结果：

首先，研究者们像是在建造一个微型工厂，通过一种叫做双乳化法的技术，将黄芪多糖（APS）和金纳米棒（AuNRs）这两种“原料"巧妙地封装进了聚乙二醇化聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA-PEG）这个“微型容器"中。在光学显微镜下这些纳米粒子不仅形状均匀，而且大小适中，冻干粉末可以很容易地分散到水溶液中。

接下来，作者对纳米复合物进行了体内外的安全评估。CCK-8实验中在分析的浓度范围内，APS、AuNR、PLGA-PEG NP 和 PBS所有组均没有明显的细胞毒性（图1A）。在小鼠体内长时间静脉注射 APS/AuNR/PLGA-PEG NP，从血液指标（图1C）和H&E染色（图1D)中未发现明显的急性或慢性生理毒性。说明这些纳米粒子在体内外均表现出了良好的生物相容性，没有毒副作用。

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在体外成像测试中，这些纳米粒子展现出了较强的潜力。在超声波的帮助下，它们让肿瘤的位置变得更加清晰，就像是给医生提供了一副能够看穿肿瘤的“眼镜"。作者发现708 nm 是最佳潜在 PAI 的最大吸光度（图2D），封装的 AuNRs 有助于 PA 信号增强并且呈线性关系（图2E）

图2

研究发现在与聚焦超声治疗结合使用时，APS/AuNR/PLGA-PEG NPs 显著提高了细胞凋亡率（图3A)与浓度 (图3C），降低了活细胞率（图3B）的 FUS 消融癌细胞和浓度（图3D）。随着浓度的增加坏死区域（图4B)也增加。这些结果表明纳米复合物可以显着增强体外和体内的热消融效果。

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令人兴奋的是，这些纳米粒子还能激发我们身体的免疫系统。在体外实验中，作者通过流式细胞术测定DC上MHC-II、CD80和CD86分子的表达，发现APS/AuNR/PLGA-PEG NPs可以增强这些分子的表达（图5A），表明可以促进树突状细胞（DCs）的成熟，增强了免疫细胞的活性，降低吞噬功能（图5B），增强IL-12和IFN-γ的产生（图5G H）。

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在体内实验中，FUS联合纳米粒子治疗后，TNF-α、IFN-γ、IL-4、IL-10和IgG1这些免疫相关的分子浓度显著升高，IgG2a无显著变化，免疫反应在第3天达到峰值。（图6）在H&E染色的肿瘤切片中，APS/AuNR/PLGA-PEG在第3、7和14天时仅存在一小部分紫蓝色（正常细胞核）和更多变形细胞核（核固缩、核碎裂和核溶解） NPs+FUS组，癌细胞凋亡率高，凝固性坏死。（图7）

图6

图7

这篇文章作者让我们看到了纳米复合物的多重能力，不仅能够作为超声成像的对比剂，提高成像质量，还能增强FUS的热消融效果，并通过释放APS增强免疫反应，从而提高治疗效果。既能帮助医生更好地定位和治疗肿瘤，还能够激发我们自身免疫。当然体内外实验的成功还需要进一步在临床研究来验证，去评估在实际临床应用中的安全性和有效性。但本文的创新之处就是作者能够将传统中药成分与现代纳米技术相结合，设计出一种多功能纳米粒子为临床上FUS治疗提供了新的可能性。这样解决临床问题的思路和创新方法小编希望能为大家的研究方向带来一点启发。