近日,西安交通大学第二附属医院肿瘤内科联合西安交通大学生命科学与技术学院仿生工程与生物力学中心、香港科技大学唐本忠院士团队以及西安交通大学第一附属医院消化内科,在肿瘤光热免疫治疗领域取得重要进展。
团队成功研发新型近红外二区聚集诱导发光(NIR-II AIE)分子 C12T-BBT,进而以该分子为主体合成纳米药物cRGD@C12T-BBT。在红外光激发下,cRGD@C12T-BBT能够产生温和光热效应(PTT),有效募集并激活肿瘤局部自然杀伤细胞(NK),从而触发免疫响应(PIT)。并且,团队创新性整合新型空间分析技术与生物学技术,系统解析了NK细胞在肿瘤微环境中的空间组学特征以及生物学机制。研究表明,cRGD@C12T-BBT具有多功能的优势,能够实现诊疗一体化的PTT/PIT协同效应,具有显著的临床转化应用价值。相关研究成果发表于生物医学与工程技术领域权威期刊《生物材料》(Biomaterials)。

研发新型光热荧光小分子,实现高效能量转化
研究团队研发了一种新型近红外二区聚集诱导发光分子C12T-BBT,通过在噻吩引入长烷基链(C12),增加分子间堆叠距离,从而优化分子结构;并且,使其在保持高摩尔消光系数的同时,限制分子间的π-π相互作用,从而实现高效光热转换效率(PCE)。该成果为后续机制探索与转化应用提供重要的技术支撑。
构建新型纳米药物,实现多功能诊疗一体化效能
团队使用生物相容性良好的两亲性共聚物DSPE-PEG和DSPE-PEG-MAL,封装C12T-BBT,构建纳米颗粒;使用cRGD肽修饰,提升其在肿瘤部位的主动靶向富集能力。该新型纳米药物cRGD@C12T-BBT,不仅具有出色的光热性能,还表现出良好的稳定性及生物相容性;并且,能够实现NIR-II区的肿瘤实时成像与PTT/PIT协同治疗的多功能一体化。因此,在肿瘤实时判断及精准治疗领域具有重要的应用价值。
使用空间分析技术,探索肿瘤免疫微环境重塑新机制
研究发现,温和光热治疗(43℃-45℃)在局部升温杀伤肿瘤细胞的同时,能够显著优化NK细胞与肿瘤细胞的空间分布,进而增强NK细胞杀伤效能。此外,研究团队首次通过使用机器学习辅助的新型空间分析技术,揭示了温和光热治疗对肿瘤免疫微环境的重塑作用,为机制探究提供了崭新视角。

(a) 设计具有长烷基链和平面结构的C12T-BBT作为NIR-II PTAs。
(b) 近红外光热分子通过优化NK细胞在温和PTT中的空间分布,提升肿瘤杀伤效果
研究成果以《具有高光热效率的近红外二区聚集诱导发光小分子药物用于温和光热治疗:优化自然杀伤细胞空间分布以增强免疫应答》(NIR-II AIEgen with high photothermal efficiency for mild PTT: Optimized natural killer cell spatial distribution for boosted immune response)为题,在生物医学及生物工程领域国际权威期刊《生物材料》(Biomaterials)发表。第一作者为西安交通大学医学院博士生冯焱,共同第一作者为西安交通大学生命学院博士生倪钧钧以及香港科技大学博士生谢会琳;末位通讯作者为西安交通大学第二附属医院肿瘤内科尹晓然教授,共同通讯作者为香港科技大学唐本忠院士以及西安交通大学生命学院靳国瑞教授。研究团队充分结合跨领域的医学专家及科学家在临床医学、材料科学、生物医学等领域的优势,长期深耕医工交叉融合领域,围绕小分子荧光染料、多功能纳米药物,开展“创新研发—机制探索—转化应用”的全链条协同攻关。
本项目由国家重点研发计划、国家自然科学基金及陕西省重点研发计划等项目支持。此项成果不仅彰显团队在科研创新方面的深厚实力,更是西安交通大学在践行“健康中国”战略、推动医工交叉融合创新领域的一重要贡献。
原文链接:https://authors.elsevier.com/c/1kyljWWN126vZ