唐本忠院士/宁峙彭教授/张天富副教授Adv.Sci.：一种GSH/NIR响应的仿生纳米系统联合气体疗法抑制乳腺癌复发与转移

光热疗法（PTT）是在近红外（NIR）激发光吸收化合物时产生热能，从而导致肿瘤细胞的热消融。NIR具有增强的组织穿透能力和最小的生物组织吸收，使其在癌症治疗中具有一定的临床应用前景。然而，光热效果不佳的PTT易诱导肿瘤复发和转移是一个亟待解决的现实问题。

2024年7月22日，香港中文大学（深圳）唐本忠院士，广西医科大学宁峙彭教授及广州医科大学张天富副教授共同通讯在Advanced Science在线发表了题为“Biomimetic Nanosystem Loading Aggregation-Induced Emission Luminogens and SO₂ Prodrug for Inhibiting Insufficient Photothermal Therapy-Induced Breast Cancer Recurrence and Metastasis”的研究论文，该研究设计了一种GSH/NIR响应的仿生介孔有机硅纳米系统（PSAB），其表面的血小板囊泡膜选择性靶向肿瘤组织中的CSCs，肿瘤微环境（TEM）的弱酸性触发细胞内强氧化性气体SO₂的释放，反向消耗GSH，增强了ROS的表达，清除肿瘤干细胞（CSC），抑制肿瘤复发及转移。本研究的仿生纳米系统是一种有效消除CSCs的联合治疗系统，能够有效抑制肿瘤复发和转移，并具有良好的生物安全性和临床应用前景。

有机光热剂（OPTA），如卟啉和花青素染料，具有低毒性，良好生物相容性的优势，但是其面临着水溶性差和光敏感性低的限制。OPTA具有较大的共轭和平面构象，易形成聚集态，阻碍了分子内的运动。AIE光疗剂作为新型OPTA，由于具有高度扭曲的共轭结构，可以避免聚集状态下的堆积，具有抗光降解能力和显著的热转换效率，是有前景的癌症治疗OPTA候选材料。但PTT不能完全根除肿瘤，特别是CSC，易导致肿瘤复发和转移。CSCs以其自我更新、分化和无限增殖的能力为特征，被广泛认为是放疗、化疗和手术治疗后肿瘤转移和复发的重要因素。与非干细胞癌细胞相比，CSCs可以通过细胞耐热性的调节，上调GSH和修改细胞分裂模式以促进细胞修复。另外，其固有的干性使其对热疗具有抵抗力，能够逃避热疗的细胞杀伤。因此，迫切需要开发一种新的治疗方法来克服CSCs耐药性，并解决肿瘤转移和复发带来的相当大的临床障碍。基于气体分子的气体疗法是一种支持与其他癌症疗法协同治疗的创新方法。SO₂的极强的氧化应激可以消耗GSH，进而增强细胞内ROS，触发癌细胞死亡。

PSAB仿生纳米系统用于抑制肿瘤复发和转移示意图

PSAB系统由AIE光疗剂（2TT-oC26B）和SO₂前体药物（苯并噻唑亚磺酸盐（BTS））共负载在MON内，最后将血小板来源的囊泡涂覆在其表面。血小板膜表面存在P-选择素对肿瘤细胞高表达的CD44受体具有很强的亲和力，有效促进PSAB的内吞，延长了血液循环，增强了肿瘤靶向性。PSAB在癌细胞中累积，过表达的GSH断裂MON的二硫键，释放AIE光疗剂和BTS，增强PTT和SO₂气体治疗。因此，酸性肿瘤微环境触发BTS的SO₂气体治疗，SO₂的极端氧化应激会使CSCs中的GSH水平反向降低，从而引发大量ROS的生成，最终导致CSCs死亡。因此，PSAB与PTT联合使用时，体内实验显示了对肿瘤干细胞的特异性清除，未观察到明显的肿瘤复发和转移。

PSAB仿生纳米系统对体内肿瘤转移的抑制作用

本研究描述了一种GSH/NIR响应的仿生介孔有机硅纳米系统用于精准靶向CSCs治疗PTT诱导的肿瘤复发和转移，该策略将为其在肿瘤治疗领域的应用提供新的科学数据和理论依据。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/advs.202405575