近日，东北林业大学化学化工与资源利用学院孙铁东副教授课题组和合肥工业大学查正宝教授课题组合作，在多酸基纳米医药材料领域取得重要研究进展。研究组设计合成了可同时实现光热治疗和抵抗炎症反应的肾脏可清除钨多酸纳米簇，该钨多酸纳米簇在兼具显著的NIR光吸收效应（源于W5+的电子俘获能力），同时可以对PTT引起的炎症反应进行抑制（源于W5+氧化为W6+得以消除与炎症相关的活性氧）。不仅实现了对癌症的光热治疗，还可以抑制炎症反应，进而抑制癌症的复发与再生，有望实现癌症的彻底治疗。
对于传统癌症治疗手段而言，光热疗法（Photothermal therapy，以下简写为PTT）是一种有潜力的替代或者辅助治疗手段。PTT是利用激光照射下的光吸收剂来杀死癌症细胞，并且近年来已经进入临床试验阶段。影响实体瘤光热消融效果的因素主要是光热治疗剂在近红外（NIR）区域的吸收和对肿瘤组织的穿透深度。在激光照射下，温度通常在41-48 ℃或甚至更高的范围内升高。然而，这样的温度条件通常会引起细胞的坏死（包括破坏细胞膜的完整性，释放细胞内物质），进而引发细胞的炎症反应。炎症反应的发生会反过来刺激肿瘤再生而阻碍后续治疗。针对这种相互制约的癌症光热治疗治疗现状，研发一种可实现光热治疗的增强并同时抑制PTT诱导炎症反应的癌症治疗策略成为研究的热点方向。
可同时实现光热治疗和抵抗炎症反应的肾脏可清除钨多酸纳米簇的（a）合成和（b）潜在机制示意图。
研究团队受著名的比色法Folin-Ciocalteu法的启发，通过与天然没食子酸在碱性水溶液中进行简单的氧化还原反应，成功地获得了单分散、可同时实现光热治疗和抵抗炎症反应的肾脏可清除钨多酸纳米簇(W- POM NCs，平均直径约为2.0 nm)。制备的W-POM纳米碳管除了具有优异的冻干粉稳定性外，在体外和体内还对正常细胞/组织具有相当大的生物相容性，因为在30天的处理期内，用浓缩的W-POM纳米碳管处理雌性Balb/c小鼠没有观察到明显的毒性。不仅更重要的是,W-POM NCs表现出相当大的近红外(NIR)光吸收(颜色效应的存在源于 W5 +的电子束缚)使得具有高效PTT并具备抗炎能力(消除炎症相关的活性氧氧化W5 +变成W6+状态)来实现更好的治疗结果。
因此，该研究在非炎症性PTT中开创了POMs的应用，并取得了预期的安全性和有效性。这一材料的发明也为癌症治疗的研究提供了新的方向和思路。该成果以题为“Folin-Ciocalteu Assay Inspired Polyoxometalate Nanoclusters as a Renal Clearable Agent for Non-Inflammatory Photothermal Cancer Therapy”发表在了ACS Nano（影响因子13.9，中科院JCR一区，TOP期刊）上。
来源 新材料资讯&东北林业大学化学化工与资源利用学院
文献链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b08894
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