文献速递|动物活体成像系统在载药纳米超声造影剂研制中的应用

图1｜国际知名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》（IF=9.229，JCR1区）

超声（US）由于其安全性、非放射性、实时监测和低成本而被广泛用于临床诊断成像。然而，传统的超声造影剂（UCAs）只能用于血池成像，且由于尺寸相对较大，无法实现肿瘤区域的血管外成像。此外，仅应用常规UCAs也不能达到预期的治疗目的。

基于纳米粒子（NPs）的UCAs因其无创性、精确靶向、可见性和装载小分子的便利性而受到越来越多的关注。产生气体的NPs具有很高的回声敏感性，二硫键可以用于还原响应性NPs药物递送系统制备。目前，已报道的同时具有超声成像和治疗功能的医用NPs大多仅基于pH响应性药物释放，并且药物释放速率不完全。

基于上述考虑，庞俊教授团队制备了包裹二硫聚合物、碳酸氢钠(NaHCO₃)水溶液和化疗药物盐酸阿霉素盐(DOX·HCl)的NPs(DOX@HADT-SS-NaHCO₃NPs)。NaHCO₃在酸性条件下能产生CO₂，提供回声信息；更重要的是，双重pH/GSH响应性药物释放可以进行癌症治疗，最终实现前列腺癌US成像和治疗的一体化。

图2｜制造聚合物步骤和通过产生回声CO₂气泡放大超声对比度并发挥按需治疗作用的NPs示意图

文章中，标记Cy5.5的HADT-SS-NaHCO₃NPs在C4-2荷瘤裸鼠体内的生物分布活体实验成像，使用了博鹭腾AniView100多模式动物活体成像系统拍摄。

当C4-2荷瘤裸鼠的肿瘤体积达到100mm3时，静脉给药注射游离Cy5.5和Cy5.5@HADT-SS-NaHCO₃NPs溶液。活体结果显示用Cy5.5@HADT-SS-NaHCO₃NPs处理的小鼠肿瘤中的荧光信号从0.5到4小时逐渐增加，并在4小时达到峰值，然后随着时间的推移逐渐减弱。相比之下，整个时期肿瘤部位未观察到明显的游离Cy5.5荧光信号，游离Cy5.5荧光信号主要出现在肝脏。定量荧光信号也证实了Cy5.5@HADT-SS-NaHCO₃NPs在肿瘤和肝脏中分布的趋势，揭示了HADT-SSNaHCO₃NPs通过EPR效应在肿瘤组织中的特异性积累。

图3｜负载Cy5.5的HADT-SS-NaHCO₃NPs(A)和具有等效Cy5.5浓度(0.2 mg/kg)的游离Cy5.5溶液(B)在C4-2荷瘤小鼠中的体内生物分布。静脉注射后0.5、1、2、4、8、12、24、48和72小时，用AniView100获得的小鼠背部和前部的体内荧光图像,一列代表同一只裸鼠的正面和背面。(C)和(D)为肿瘤组织和肝脏荧光强度的定量分析

US造影剂已广泛应用于肿瘤的诊断和鉴别诊断。商业US由于体积大，成像时间短，应用受到限制；同时，仅应用常规的US造影剂并不能达到预期的治疗目的。庞俊教授团队设计的HADT-SS-NaHCO₃NPs在酸性pH条件下表现出明显增强的超声对比度和抗肿瘤效果，为前列腺癌的有效超声成像诊断和治疗提供了一种有效的潜在药物。

文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c00077