【摘 要】
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近红外(NIR)光激发的光学诊疗,具有无创性和特异的时空选择性,在光子激发下,可提供实时的、灵敏的诊断和原位光学治疗。基于光的生物医学成像,如荧光成像(FI)和光声成像(PAI)等,可用于肿瘤的临床诊断评估。同时,光热疗法(PTT)、光动力疗法(PDT)和光触发的药物释放也成为研究热点。然而,目前光诊疗探针的设计和研究主要集中在近红外第一窗口(NIR-I,650-900 nm)区域。相比之下,NI
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近红外(NIR)光激发的光学诊疗,具有无创性和特异的时空选择性,在光子激发下,可提供实时的、灵敏的诊断和原位光学治疗。基于光的生物医学成像,如荧光成像(FI)和光声成像(PAI)等,可用于肿瘤的临床诊断评估。同时,光热疗法(PTT)、光动力疗法(PDT)和光触发的药物释放也成为研究热点。然而,目前光诊疗探针的设计和研究主要集中在近红外第一窗口(NIR-I,650-900 nm)区域。相比之下,NIR-Ⅱ(1000-1700 nm)光具有更深的组织穿透和更高的治疗效果。此外,光学治疗也面临着巨大挑战。一方面,肿瘤细胞中表达上调的热休克蛋白(HSP)可以部分修复热损伤,减弱PTT的治疗效果。肿瘤内缺氧微环境能够增强肿瘤对PDT的应激抵抗能力,降低PDT效果。另一方面,单一的光学疗法无法根除具有异质性结构的肿瘤。更重要的是,各种针对肿瘤的治疗方法只侧重于抑制原发性肿瘤,而没有考虑肿瘤的转移或复发,导致肿瘤死亡率升高。基于上述问题,本论文基于NIR-Ⅱ共轭聚合物设计合成了一系列纳米光学诊疗探针,这些探针具有优异的NIR-Ⅱ光学成像性能和光热治疗效果。引入小分子抑制剂能够抑制HSP的活性和表达,提高光热效果。而且,光热疗法与其他治疗模式的结合,进一步激活免疫系统的抗肿瘤免疫响应,有效清除原发瘤和转移瘤。论文主要包括以下三个部分:1、NIR-Ⅱ光激发的光诊疗探针用于双模态成像引导的光热-光热动力治疗有限的光穿透深度、HSP诱导的耐热性和肿瘤缺氧微环境引发的应激抵抗严重阻碍了光学治疗效果。在本章中,我们通过将NIR-Ⅱ共轭聚合物PTQ、偶氮化合物AIPH和HSP抑制剂整合到热敏性脂质体中,然后经过靶向适配体修饰,制备了NIR-Ⅱ光激发的纳米光学探针Lip(PTQ/GA/AIPH),实现三阴性乳腺癌(TNBC)的多模态光学诊疗。在靶向肿瘤后,该纳米探针在NIR-Ⅱ光激发下,能够在NIR-Ⅱ区域内进行荧光/光声成像引导的PTT。NIR-Ⅱ PTT可触发HSP抑制剂释放,通过HSP活性的抑制增强NIR-Ⅱ PTT治疗效果。此外,NIR-Ⅱ PTT诱导的高温可以热分解偶氮化合物,释放细胞毒性的自由基,实现光热动力治疗(PTDT)效果。NIR-Ⅱ光激发的荧光/光声双模态成像引导的增强的NIR-Ⅱ PTT和PTDT,可以实现深部TNBC的精确诊断和有效抑制。2、NIR-Ⅱ荧光成像指导的肿瘤特异性饥饿增强的NIR-Ⅱ光热治疗光穿透深度不足和细胞耐热性严重降低了光热治疗(PTT)效果。在本章中,我们提出饥饿介导的热敏化特异性增强NIR-Ⅱ PTT效果的策略。我们首先合成了一种半导体共轭聚合物DPQ,其具有优异的NIR-Ⅱ荧光成像(FI)性能和NIR-Ⅱ光热效果。然后选择2-脱氧-d-葡萄糖(2DG)作为糖酵解抑制剂,通过脂质体的共同封装和之后的叶酸修饰,构建NIR-Ⅱ光学诊疗探针Lip(DPQ+2DG)。在叶酸介导的靶向肿瘤细胞后,进行NIR-Ⅱ FI引导的NIR-Ⅱ PTT,光热效应可触发2DG的时空释放。所释放的2DG可以抑制肿瘤无氧糖酵解来消耗肿瘤细胞的能量供应,诱导严重的肿瘤饥饿。此外,伴随饥饿诱导的ATP下降可以阻碍细胞内HSP的产生,进而增强肿瘤对PTT的热敏感性。2DG的敏化作用显著增强了NIR-Ⅱ PTT对叶酸受体过表达的肿瘤细胞的治疗效果。该工作为特异性增强NIR-Ⅱ PTT效果提供了一种有前景的策略。3.自组装纳米佐剂用于多模态成像引导的增强的肿瘤免疫治疗多模态诊疗诱导的免疫治疗效果受到多重阻碍,如复杂的肿瘤免疫抑制微环境和免疫调节剂的低给药效率。在本章中,我们设计并制备了一种具有肿瘤微环境(TME)触发的药物释放能力的自组装纳米佐剂(IMR NPs),通过光热-化学动力学联合治疗和免疫微环境的重塑来抑制黑色素瘤的生长和转移。纳米佐剂利用锰离子(Mn2+)作为配位节点,通过超小半导体聚合物点(IPodts)和Toll样受体(TLR)激动剂瑞喹莫特(R848)的自组装制备得到,实现了Mn2+和R848的高效无载体递送。在肿瘤酸性条件下,该纳米组装体不仅可以快速释放多种治疗组分,用于多模态成像(NIR-Ⅱ荧光/光声/磁共振成像)引导的肿瘤光热和热放大的化学动力学治疗,而且能够诱导肿瘤免疫原性细胞死亡(ICD)并引起高效的肿瘤免疫监视。此外,释放的R848促进了树突状细胞(DCs)的成熟,与协同治疗诱导的ICD一起放大抗肿瘤免疫响应,有效抑制肿瘤的生长和肺转移。
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