华侨大学陈爱政团队《ACS AMI》：可降解硫化铜复合量子点用于光热和铜离子增强化疗协同治疗的研究
来源：X-MOL资讯
光热和化疗的联合治疗是肿瘤治疗的有效策略之一，多种类型的多功能纳米载药体系已被用于提高抗肿瘤效果的研究。然而，大尺寸和不可生物降解的纳米体系在体内存在潜在长期毒性，阻碍了许多纳米材料的临床转化；同时，目前的联合治疗仅是光热和化疗的简单叠加，效果不佳。
为了避免纳米材料在体内的长期滞留引起的潜在毒性，同时最优化联合治疗效果，华侨大学生物材料与组织工程研究所陈爱政教授课题组构建了一种简单易得的超小型硫化铜量子点（CuS NDs）负载二乙基二硫代氨基甲酸盐（DDTC）体系用于联合化疗和光疗提高肿瘤治疗效果（图1）。
双硫仑（DSF）作为FDA认证的戒酒药，近年来被证明是铜离子依赖型抗肿瘤药物。DSF在体内降解生成DDTC并与铜离子相连形成Cu(DDTC)2，诱导细胞凋亡。DDTC与铜络合生成Cu(DDTC)2的能力是决定DSF抗癌效果的关键。该研究利用DDTC与铜离子的络合反应将DDTC负载于不经修饰的CuS NDs表面，制备得到复合量子点(CuS-DDTC NDs)。如图2所示，CuS NDs粒径在8 nm左右，同时在近红外区（700 nm - 1100 nm）有广泛的吸收。通过控制CuS NDs和DDTC的质量比，可以制备得到不同载药量的CuS-DDTC NDs。
图2. CuS NDs和CuS-DDTC NDs的相关表征
一方面，CuS-DDTC NDs在近红外激光的照射下，可以有效地将光能转换为热能，具有较高的光热转换效率。另一方面，依据其体外可降解及在高温下释放铜离子的特性，可通过类芬顿反应产生活性氧（ROS）提高抗肿瘤效果。同时，CuS-DDTC NDs作为药物载体负载DDTC至细胞内，并利用其降解和激光刺激下释放的铜离子与DDTC络合生成Cu(DDTC)2，有效增强DDTC的抗肿瘤效果，达到光热和铜离子增强化疗协同治疗癌症的目的（图3）。
图3. 体外细胞摄取和光热-化疗协同治疗
体内实验结果表明DDTC的加入对CuS-DDTC NDs的光声成像性能无明显影响，CuS-DDTC NDs可用于体内光声成像考察其在肿瘤部位的富集情况。同时由于其尺寸较小并可降解，可以有效排出，避免体内长期滞留，具有良好的生物相容性（图4）。
图4.体内光声成像及分布。
另外，在激光照射下，CuS-DDTC NDs作为光热剂吸收光转化为热能，促使肿瘤温度升高，有效地消除肿瘤。同时在肿瘤部位有效递送并产生Cu(DDTC)2，化疗增效根除未凋亡的肿瘤细胞，防止肿瘤复发，展现出优越的抗肿瘤效果（图5）。
图5. 体内协同治疗。激光照射下荷瘤鼠肿瘤部位（A）热成像图像和（B）温度变化曲线。治疗期间荷瘤鼠（C）体重变化曲线和（D）肿瘤体积变化曲线。治疗14天后（E）荷瘤鼠和肿瘤照片及（F）肿瘤重量。*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001和****P<0.0001。
该成果近期发表于ACS Applied Materials & Interfaces，华侨大学化学工程与技术专业2020届博士毕业生唐含笑为该文章的第一作者，导师陈爱政教授为通讯作者。研究工作由华侨大学陈爱政教授课题组和福建医科大学杨达云副教授课题组共同完成。研究工作得到国家自然科学基金（81971734，U1605225和31800794）及福建省生物材料科技创新团队项目的资助。
论文信息：
Han-Xiao Tang, Chen-Guang Liu, Jian-Ting Zhang, Xiang Zheng, Da-Yun Yang, Ranjith Kumar Kankala, Shi-Bin Wang, Ai-Zheng Chen*
ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, DOI: 10.1021/acsami.0c14636
陈爱政教授简介
福建省优秀教师，入选国家百千万人才工程、被授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号。目前担任中国生物材料学会理事、中国生物材料学会复合材料分会秘书长、中国生物材料学会青年委员会委员、华侨大学生物材料与组织工程研究所所长、化工学院副院长、福建省生物材料科技创新团队带头人、福建省生物材料化工博士生导师团队带头人。主持国家自然科学基金海峡联合重点项目、面上项目、国家重点研发计划重点专项子任务等国家级课题7项。主要从事超临界流体技术及生物材料与组织工程领域的研究，已在AM, AFM, Adv Sci, Small, JCR, CEJ, AHM, Biofabrication 等期刊发表SCI收录的论文100余篇，获授权国家发明专利10余项。