Nano Res.│暨大陈填烽/马丽：双面小能手硒：调控纳米材料形貌、高效增敏放疗

背景介绍

放射治疗是临床治疗肿瘤的主要手段，在常规临床治疗中约70%患者需要接受放射治疗，在40%的肿瘤治愈患者治疗中发挥着重要作用。随着新型放射治疗技术的不断进步，对肿瘤病灶的治疗更为精准，但是放射线本身的无选择性杀伤作用、大剂量/高频次放疗导致的副作用和放疗抵抗等问题，依然大大制约了放疗的临床效果。研发低毒高效增敏的放疗增敏剂，在保障放疗疗效的同时降低放射使用剂量，有望为进一步提高放疗疗效带来新的希望。

成果简介

本文选用生物相容性好的高原子序数镧系金属为主体，通过自下而上方法，合成微观结构明确、纳米尺寸合适的放疗增敏剂。在设计中，通过单羧酸配体远端硒原子的引入，在不改变微观结构的同时，纳米材料的形貌发生了明显的变化，同时增敏效果也明显增强。纳米材料形貌的不同，主要是由于硒原子的强极化效应，虽未参与镧系金属的配位，却明显增强了与表面活性剂之间的作用力，阻断了纳米材料的形成进程。硒原子引入对放疗增敏效果的增强，则可能主要是由于硒原子自身兼具增敏效果，高效增强X射线下ROS的产生所致。本文以镧系金属为主体，通过硒原子调控纳米材料形貌和放疗增敏效果的尝试，为后续微观结构明确的纳米放疗增敏剂的设计提供了新的视角和可能。

图文导读

图1 硒原子调控的镧系配位纳米框架形貌示意图。

图2 (a) X 射线照射下LnL1Se和LnL1C产生的总ROS示意图。(b)纳米框架联合X 射线(4 Gy)处理的HeLa细胞的IC50值。(c) LnL1Se联合X 射线对HeLa细胞的协同抗肿瘤等效线图。(d) 纳米框架联合X射线诱导肿瘤细胞凋亡过程示意图。(e) 药物和X射线 联合作用下HeLa细胞中线粒体的形态变化。(f) 镧系纳米框架联合X 射线对细胞中线粒体相关关键蛋白的影响。

图3 (a) 纳米框架联合X 射线对细胞周期变化的影响。(b) 纳米框架联合X 射线对细胞凋亡的影响。(c) 纳米框架联合X 射线对Caspase家族蛋白的影响。(d) 镧系元素纳米框架联合X 射线对细胞中关键蛋白的影响。(e) 纳米框架联合X 射线的抗肿瘤分子机制总结图。

作者简介

陈填烽，暨南大学，教授，博士生导师。国家杰出青年基金获得者、万人计划、教育部新世纪优秀人才、国家863青年科学家、霍英东青年教师。研究方向为硒纳米医学与肿瘤精准放射和免疫治疗。针对肿瘤特殊理化性质，采用多级靶向策略，构筑含硒纳米药物，对肿瘤实施精准靶向增敏放疗，同时对肿瘤定向免疫增强，实现肿瘤的精准放免治疗。相关研究成果发表在Sci. Adv、Matter、JACS、Angew. Chem. Int. Ed.及Biomaterials等本领域主流期刊，授权国家发明专利23项，获高等学校科学研究优秀成果奖技术发明二等奖、中国抗癌协会科技二等奖、广东省自然科学二等奖、中华医学会青年科技奖等科技奖励。

马丽，暨南大学，副教授，博士生导师。广东省珠江人才计划青年拔尖人才、广州市珠江科技新星。研究方向为金属配合物在调控化学体系和生命体系氧化还原平衡中发挥的功能和作用机理。针对肿瘤特性，设计具有氧化还原响应活性的金属药物，研究其在肿瘤诊疗及体系内催化的活性和机理。相关研究成果发表在J. Am. Chem. Soc.; Angew. Chem. Int. Ed.; Biomaterials等本领域主流期刊。

陈填烽团队常年招收博士后，待遇50W+，热烈欢迎有意者联系：[e-mail] (陈老师)；[e-mail] (马老师)。

文章信息

L. Zhu, L. Chan, J. Wang, et al. Selenium-engineered bottom-up-synthesized lanthanide coordination nanoframeworks as efficiency X-ray-responsive radiosensitizers. Nano Research. https://doi.org/10.1007/s12274-022-5065-0.

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