Nano Today 湖南大学宋国胜/宦双燕:对NIR-II荧光成像指导舌癌光动力治疗的研究成果
2024-04-21   可研易绘 139

口腔癌是一个严重的全球性健康问题,每年诊断出超过 35 万例新病例。其中,舌癌约占所有口腔恶性肿瘤的30%~50%,在临床上引起了广泛关注。此外,舌癌淋巴结转移率高达40%。传统疗法,如手术、化疗和放疗 (RT) 在临床使用中表现出一些缺点,包括对健康细胞的有害副作用、缺乏选择性、耐药性和免疫破坏等。光动力治疗 (PDT) 作为一种非侵入性且耐受性良好的治疗方法,已被认为是临床使用中治疗舌癌的替代方法,因为激光照射的可操作性和对周围正常组织或血管损伤可忽略不计,避免了因治疗不合理引起的面部功能障碍的问题。但是目前仍然面临着光敏剂少,激发波长短,光动力效果不佳的问题。基于此,湖南大学宋国胜教授和宦双燕教授开发了不同卤素取代的新型的长波长激发的光敏剂NIR-II-X (X=H, F, Cl, Br)。NIR-II分子可以通过I型光动力过程生成·OH,克服由于缺氧导致的光动力效应不佳的困难。静脉注射后,通过分子优异的近红外二区荧光成像的性能发现NIR-II分子可以选择性靶向原位舌癌,并在体内通过协同光动力和光热效应发挥有效的治疗作用。相关研究成果发表在Nano Today上(IF =18.962)。论文第一作者为博士研究生殷保丽和硕士研究生覃巧巧,通讯作者为湖南大学宋国胜教授和宦双燕教授。

本文要点:

(1)设计了不同卤素取代的新型NIR II分子,通过在D-A’-D核的两端引入两个吸电子基团(A)来制备更大的共轭系统(A-D-A’-D-A)。由于分子内多次“推-拉”相互作用和共轭体系的扩大,吸收波长显著红移,同时荧光发射也发生红移。由于∆ES1-T2和∆ES1-T1的降低,PDT相关的系统间窜越过程显著增强,从而提高了PDT性能。同时,NIR-II分子可以通过I型光动力过程生成·OH,这有利于肿瘤缺氧导致的治疗效果不佳的问题。
(2)由于制备的NIR-II分子具有较强的荧光发射和良好的光稳定性,利用NIR-II分子通过重复的NIR-II成像实时监测肿瘤内的实时靶向富集,从而可以方便地确定照射的时间点。此外,通过NIR-II成像可以获得舌癌的准确位置,以保证激光对肿瘤区域的精确照射。此外,NIR-II分子可以在光动力过程中产生高温,通过热成像实时监测肿瘤温度,反馈光热效应,从而实现协同光疗,同时避免不必要的副作用。

论文信息

Tongue cancer tailored photosensitizers for NIR-II fluorescence imaging guided precise treatment

Baoli Yin1, Qiaoqiao Qin1, Zhe Li, Youjuan Wang, Xinlin Liu, Yongchao Liu, Shuangyan Huan, Xiaobing Zhang, Guosheng Song

https://doi.org/10.1016/j.nantod.2022.101550



第一作者

殷保丽 博士 

殷保丽,女,湖南大学化学化工学院博士研究生。以第一作者或共同第一作者在Nano Today、Analytical Chemistry、Nano Research等期刊发表SCI论文多篇


覃巧巧 硕士

覃巧巧,女,湖南大学化学化工学院硕士研究生。以共同第一作者在Nano Today发表SCI论文1篇。


通讯作者

宋国胜 教授

2014年博士毕业于东华大学(导师:胡俊青教授);

2014-2016年苏州大学(导师:刘庄教授)博士后;

2016-2018年Stanford University School of Medicine,(Molecular Imaging Program at Stanford, Lucas center)(导师:Jianghong Rao教授) 博士后;

2018年入职湖南大学化学化工学院,教授。

研究方向:1. 开发纳米探针用于活体分子影像:光声成像、长余辉成像、化学发光成像、核磁成像。2. 发展癌症的早期诊断、治疗及疗效监测技术。目前已经在Nature. Biomed. Eng.,Angew. Chem. Int. Ed.,J. Am. Chem. Soc.,Anal. Chem.,Chem. Sci.,Adv. Mater.,Nano Lett.,ACS Nano,Adv. Funct. Mater.等化学、材料、生物医学领域权威期刊上,发表学术论文60余篇;论文总引用> 4000次;“H-index”为36。


宦双燕 教授

宦双燕,湖南大学化学化工学院分析化学教授,主讲分析化学、波谱分析、现代光谱分析等课程。中国大学MOOC国家精品在线开放课程--分析化学主讲教师。主编出版《波谱分析》、《分析化学数字课程》,为《分析化学》第三版副主编。在纳米生物传感与分子成像相关研究领域取得系列科研进展,先后获得四项国家自然科学基金资助,并在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Anal. Chem., Chem.Sci.等SCI权威刊物上发表研究论文五十余篇。获湖南省优秀硕士论文导师,宝钢优秀教师等称号。


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