高效靶向示踪钙钛矿纳米系统光电增效抗肿瘤

摘要

金属卤化物钙钛矿由于其多维度的晶体结构和优良的荧光成像/示踪及光电转换性质，使其成为一种非常具有前瞻性的光电增效治疗肿瘤材料。然而，传统卤化物钙钛矿纳米晶的水稳定性问题，限制了其应用于生物成像和光电增效肿瘤治疗的药物递送纳米系统研究。本文将甲氨蝶呤-壳聚糖-叶酸（MTX-CS-FA）成功与钙钛矿纳米晶体CsSn_0.5Pb_0.5Br₃（PeNCs）铆钉连接，制备出了可以在水中稳定228 d且发绿光的PeNCs@MTX-CS-FA纳米载药体系。在可见光照射下，新型PeNCs@MTX-CS-FA纳米载药体系增效抗肿瘤治疗原理：钙钛矿纳米晶体产生电子和活性氧（ROS）；钙钛矿光生空穴耗竭过表达的谷胱甘肽（GSH）；甲氨蝶呤（MTX）抑制二氢叶酸还原酶（DHFR）活性，导致肿瘤细胞的脂质过氧化，上述三点共同作用抑制肿瘤细胞的增殖、促进肿瘤细胞凋亡。在动物体内实验中，采用小鼠移植肿瘤模型，累积用药量达2.4mg PeNCs@MTX-CS-FA纳米载药系统时，肿瘤体积减少了约63.68%和肿瘤重量下降了约63.26%。通过生物安全性评估实验证实，在治疗剂量下，小鼠肝、肾等器官功能正常，说明纳米体系具有良好的生物安全性，并且研究发现钙钛矿纳米颗粒经小鼠肠道排出，小鼠粪便呈现出与原始钙钛矿晶体相同的绿色荧光，金属卤化物钙钛矿纳米载药体系在生物成像和光电催化化疗方面呈现优异的增效抗肿瘤治疗效果。

关键词

肿瘤治疗 / 生物成像 / 钙钛矿纳米颗粒 / 光电催化化疗

基金资助

国家自然科学基金(U2130128); 河北省自然科学基金-燕赵青年科学家专项(B2023205040);河北省自然科学基金-京津冀基础研究合作专项(H2022205047,22JCZXJC00060,E3B33911DF); 中央引导地方科技发展资金项目(236Z7753G,246Z7755G); 河北省高等学校科学研究项目基础研究重点培育专项(JCZX2025007); 河北省科技厅引智与人才培养专项基金; 河北省创新能力提升计划(22567604H); 河北师范大学博士科研启动基金(L2023B18); 大学生创新创业训练计划项目(S202410094046)资助