文獻速遞：動物活體成像系統(tǒng)在載藥納米超聲造影劑研制中的應用
近日，中山大學附屬第七醫(yī)院腎泌尿外科中心龐俊教授團隊在載藥納米超聲造影劑研究中取得成果，在國際知名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》（IF=9.229，JCR1區(qū)）上發(fā)表研究性論文。
超聲（US）由于其安全性、非放射性、實時監(jiān)測和低成本而被廣泛用于臨床診斷成像。然而，傳統(tǒng)的超聲造影劑（UCAs）只能用于血池成像，且由于尺寸相對較大，無法實現(xiàn)腫瘤區(qū)域的血管外成像。此外，僅應用常規(guī)UCAs也不能達到預期的治療目的。
基于納米粒子（NPs）的UCAs因其無創(chuàng)性、精確靶向、可見性和裝載小分子的便利性而受到越來越多的關注。產(chǎn)生氣體的NPs具有很高的回聲敏感性，二硫鍵可以用于還原響應性NPs藥物遞送系統(tǒng)制備。目前，已報道的同時具有超聲成像和治療功能的醫(yī)用NPs大多僅基于pH響應性藥物釋放，并且藥物釋放速率不完全。
基于上述考慮，龐俊教授團隊制備了包裹二硫聚合物、碳酸氫鈉(NaHCO3)水溶液和化療藥物鹽酸阿霉素鹽(DOX·HCl)的NPs(DOX@HADT-SS-NaHCO3NPs)。NaHCO3在酸性條件下能產(chǎn)生CO2，提供回聲信息；更重要的是，雙重pH/GSH響應性藥物釋放可以進行癌癥治療，最終實現(xiàn)前列腺癌US成像和治療的一體化。
圖2｜制造聚合物步驟和通過產(chǎn)生回聲CO2氣泡放大超聲對比度并發(fā)揮按需治療作用的NPs示意圖
文章中，標記Cy5.5的HADT-SS-NaHCO3NPs在C4-2荷瘤裸鼠體內(nèi)的生物分布活體實驗成像，使用了博鷺騰AniView100多模式動物活體成像系統(tǒng)拍攝。
當C4-2荷瘤裸鼠的腫瘤體積達到100mm3時，靜脈給藥注射游離Cy5.5和Cy5.5@HADT-SS-NaHCO3NPs溶液�；铙w結果顯示用Cy5.5@HADT-SS-NaHCO3NPs處理的小鼠腫瘤中的熒光信號從0.5到4小時逐漸增加，并在4小時達到峰值，然后隨著時間的推移逐漸減弱。相比之下，整個時期腫瘤部位未觀察到明顯的游離Cy5.5熒光信號，游離Cy5.5熒光信號主要出現(xiàn)在肝臟。定量熒光信號也證實了Cy5.5@HADT-SS-NaHCO3NPs在腫瘤和肝臟中分布的趨勢，揭示了HADT-SSNaHCO3NPs通過EPR效應在腫瘤組織中的特異性積累。
圖3｜負載Cy5.5的HADT-SS-NaHCO3NPs(A)和具有等效Cy5.5濃度(0.2 mg/kg)的游離Cy5.5溶液(B)在C4-2荷瘤小鼠中的體內(nèi)生物分布。靜脈注射后0.5、1、2、4、8、12、24、48和72小時，用AniView100獲得的小鼠背部和前部的體內(nèi)熒光圖像,一列代表同一只裸鼠的正面和背面。(C)和(D)為腫瘤組織和肝臟熒光強度的定量分析
US造影劑已廣泛應用于腫瘤的診斷和鑒別診斷。商業(yè)US由于體積大，成像時間短，應用受到限制；同時，僅應用常規(guī)的US造影劑并不能達到預期的治療目的。龐俊教授團隊設計的HADT-SS-NaHCO3NPs在酸性pH條件下表現(xiàn)出明顯增強的超聲對比度和抗腫瘤效果，為前列腺癌的有效超聲成像診斷和治療提供了一種有效的潛在藥物。
文獻鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c00077
圖1｜國際知名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》（IF=9.229，JCR1區(qū)）
超聲（US）由于其安全性、非放射性、實時監(jiān)測和低成本而被廣泛用于臨床診斷成像。然而，傳統(tǒng)的超聲造影劑（UCAs）只能用于血池成像，且由于尺寸相對較大，無法實現(xiàn)腫瘤區(qū)域的血管外成像。此外，僅應用常規(guī)UCAs也不能達到預期的治療目的。
基于納米粒子（NPs）的UCAs因其無創(chuàng)性、精確靶向、可見性和裝載小分子的便利性而受到越來越多的關注。產(chǎn)生氣體的NPs具有很高的回聲敏感性，二硫鍵可以用于還原響應性NPs藥物遞送系統(tǒng)制備。目前，已報道的同時具有超聲成像和治療功能的醫(yī)用NPs大多僅基于pH響應性藥物釋放，并且藥物釋放速率不完全。
基于上述考慮，龐俊教授團隊制備了包裹二硫聚合物、碳酸氫鈉(NaHCO3)水溶液和化療藥物鹽酸阿霉素鹽(DOX·HCl)的NPs(DOX@HADT-SS-NaHCO3NPs)。NaHCO3在酸性條件下能產(chǎn)生CO2，提供回聲信息；更重要的是，雙重pH/GSH響應性藥物釋放可以進行癌癥治療，最終實現(xiàn)前列腺癌US成像和治療的一體化。
文章中，標記Cy5.5的HADT-SS-NaHCO3NPs在C4-2荷瘤裸鼠體內(nèi)的生物分布活體實驗成像，使用了博鷺騰AniView100多模式動物活體成像系統(tǒng)拍攝。
當C4-2荷瘤裸鼠的腫瘤體積達到100mm3時，靜脈給藥注射游離Cy5.5和Cy5.5@HADT-SS-NaHCO3NPs溶液�；铙w結果顯示用Cy5.5@HADT-SS-NaHCO3NPs處理的小鼠腫瘤中的熒光信號從0.5到4小時逐漸增加，并在4小時達到峰值，然后隨著時間的推移逐漸減弱。相比之下，整個時期腫瘤部位未觀察到明顯的游離Cy5.5熒光信號，游離Cy5.5熒光信號主要出現(xiàn)在肝臟。定量熒光信號也證實了Cy5.5@HADT-SS-NaHCO3NPs在腫瘤和肝臟中分布的趨勢，揭示了HADT-SSNaHCO3NPs通過EPR效應在腫瘤組織中的特異性積累。
圖3｜負載Cy5.5的HADT-SS-NaHCO3NPs(A)和具有等效Cy5.5濃度(0.2 mg/kg)的游離Cy5.5溶液(B)在C4-2荷瘤小鼠中的體內(nèi)生物分布。靜脈注射后0.5、1、2、4、8、12、24、48和72小時，用AniView100獲得的小鼠背部和前部的體內(nèi)熒光圖像,一列代表同一只裸鼠的正面和背面。(C)和(D)為腫瘤組織和肝臟熒光強度的定量分析
US造影劑已廣泛應用于腫瘤的診斷和鑒別診斷。商業(yè)US由于體積大，成像時間短，應用受到限制；同時，僅應用常規(guī)的US造影劑并不能達到預期的治療目的。龐俊教授團隊設計的HADT-SS-NaHCO3NPs在酸性pH條件下表現(xiàn)出明顯增強的超聲對比度和抗腫瘤效果，為前列腺癌的有效超聲成像診斷和治療提供了一種有效的潛在藥物。
文獻鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c00077
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