文献速递|动物活体成像系统在纳米医学领域中的应用

图1｜国际知名期刊《Small》（IF: 13.3，JCR1区）

传统的化疗具有肿瘤多药耐药性和非靶向毒性，不能显著改善TNBC的预后，且TNBC极具侵袭性和转移性，因此，迫切需要在TNBC治疗中寻找具有独特作用模式的治疗药物。

铁下垂（Ferroptosis，又名铁死亡）是一种新的非凋亡性细胞死亡方式，由铁依赖的毒性过氧化脂质(Lipoid-ROS)积聚所致。由于其在杀死癌细胞方面的有效性，最近受到了广泛的关注，但是细胞内Fe²⁺含量不足严重影响了其效果。研究表明，谷胱甘肽过氧化物酶4（Gpx4）也可引起铁下垂。直接使用Gpx4抑制剂（如ML210）消耗谷胱甘肽，将使得Gpx4失活，最终引起过氧化脂质（LPO）大量生成，导致细胞铁死亡。

博莱霉素（BLM）是一种糖肽类抗生素，与Fe²⁺等氧化还原活性金属离子结合后具有独特的抗癌活性，成为治疗多种人类恶性肿瘤的有效抗癌药物。然而其对正常组织的高毒性，尤其是对肺的毒性，使其在癌症治疗中的进一步临床应用仍具有极大的挑战性。

为了更好的治疗TNBC，董春燕教授和石硕教授课题组跨学科合作研究，提出了多种治疗方式协同治疗TNBC的新策略。通过将单宁酸（TA）、BLM和Fe³⁺形成的金属-酚类网络与负载Gpx4抑制剂（ML210）的中空介孔普鲁士蓝（HMPB）纳米管混合，制备了HMPB/ML210@TA-BLM-Fe³⁺（HMTBF）纳米复合物，以促进TNBC的铁下垂/凋亡协同治疗作用。

实验结果显示，HMTBF可以通过增强渗透性和滞留效应（EPR）有效地靶向肿瘤区域。肿瘤细胞内化后，TA介导的Fe³⁺/Fe²⁺转化可启动Fenton反应，使细胞内活性氧水平急剧上调，引起LPO积累，从而导致细胞铁死亡，同时释放的ML210能有效抑制Gpx4激活铁下垂途径的活性。此外，Fe²⁺与BLM的螯合作用导致BLM在肿瘤部位的原位毒化，进而触发肿瘤细胞的凋亡，与铁下垂协同治疗肿瘤。这些结果表明HMTBF纳米制剂可作为有效的铁下垂和凋亡诱导剂用于TNBC的联合治疗，对TNBC的治疗策略具有重要的参考意义！

图2｜实验方案示意图

a)、HMTBF纳米复合物的制备

b)和c)、肿瘤特异性ROS的产生、Gpx4抑制和BLM原位转变为活化的BLM用于协同铁下垂/凋亡TNBC治疗

文章中，验证HMTBF在4T1荷瘤小鼠的生物分布和肿瘤靶向性活体实验成像，使用了博鹭腾AniView100多模式动物活体成像系统拍摄。

尾静脉注射小鼠游离ICG及ICG-HMTBF，并在注射后不同时间段使用AniView100获得小鼠体内、解剖器官和肿瘤的荧光图像。结果显示ICG-HMTBF在肿瘤部位的荧光信号在注射2h后开始出现，注射12h后逐渐增强并达到最大值，并在注射24h后仍保持较强的荧光信号(图a，b)，表明ICG-HMTBF在特定的肿瘤组织中蓄积增强，滞留时间延长。相对地，游离ICG在肿瘤部位只出现极弱的荧光信号，并且在12h内进一步减弱，表明非特异性分布的游离ICG可迅速从体内清除。体外荧光图像和半定量数据显示，肿瘤部位的荧光强度约为其他器官的3.7-162.2倍(图c，d)，说明HMTBF对肿瘤组织有明显的富集作用。此外，HMTBF注射4h后在肿瘤内的分布为9.9%ID/g，注射12h后达最大值，为典型的EPR效应所致。同时，由于网状内皮系统的捕获，HMTBF也分布在肝脏和脾脏。

图3｜HMTBF的体内外分布情况

a)、ICG和ICG-HMTBF静脉给药后在小鼠体内的分布情况，红色圆圈代表肿瘤

b)、肿瘤组织在不同时间点的荧光强度

c)、解剖器官和肿瘤在12h的典型荧光图像

d)、半定量分析解剖的脏器和肿瘤组织在12h的荧光强度