癌症仍然是一种难以治疗的疾病,早期精准诊断对于癌症治疗成功至关重要。尤其是胰腺癌, 一种高度恶性,发展迅速,难以早期诊断的肿瘤,至今尚无有效的治疗方法。及时准确的发现早期微小病灶,尽早干预治疗,是提高和改善胰腺癌预后的关键。非侵入性生物医学成像技术是检测、定位和监测肿瘤的重要工具。然而,生物影像学在检测敏感性、特异性、准确性以及成像探针对人体的安全性方面仍面临挑战。基于纳米技术的影像探针有望能克服这些挑战, 因为纳米探针能够携带大量的成像单元并且同时容纳不同的成像模式以用于多模态成像,服务于早期精准的癌症诊断。
法国艾克斯-马赛大学彭玲教授在两亲性树状分子自组装纳米递送材料深耕多年,在过往工作的基础上(PNAS 2018, 115, 11454-11459; Chem. Comm. 2020, 56, 301-304; Small 2020, 16, 2003290; Acc. Chem. Res. 2020,53, 12, 2936; PNAS 2023, 120, e2220787120; PNAS 2023, 120, e2215308120),提出了一种利用两亲性树枝状分子的纳米探针增敏核磁共振成像(MRI)或核磁共振/近红外荧光(NIRF)多模态成像用于胰腺癌诊断。该研究成果以“Modular self-assembling dendrimer nanosystems for magnetic resonance and multimodality imaging of tumors”为题发表于权威期刊Advanced Materials。
图1 两亲性树枝状分子Gd-1(A)构建自组装树枝状分子纳米系统Gd-1@和DiR/Gd-1@(B)用于核磁共振成像(MRI)或核磁共振/近红外荧光(NIRF)双模态成像用于胰腺癌诊断。
图2 纳米造影剂Gd-1@和DiR/Gd-1@在胰腺癌小鼠体内的核磁共振成像(MRI)或核磁共振/近红外荧光(NIRF)双模态成像成像。(A)在11.75 T超高磁场强度下, Gd-1@显示出比临床金标准Gd-DOTA更高的r1弛豫率。(B) 在7.00 T高磁场强度下,纳米探针DiR/Gd-1@和Gd-1@展示出相似的r1弛豫率。(C, D)静脉注射Gd-1@纳米胶束前(Ctrl)和静脉注射后胰腺癌小鼠的核磁共振成像(C) 及其肿瘤与邻近肌肉的信号强度比 (D)。(E,F)将DiR/Gd-1@注入尾静脉后,对胰腺癌小鼠进行核磁共振成像(E)和近红外荧光(E)双模态成像。作为临床金标准的Gd-DOTA检测不到肿瘤(E).
总之,这项研究证明了自组装树枝分子纳米系统在构建模块化和多模态成像造影剂方面的潜力,不仅适用于核磁共振成像(MRI),避免使用高剂量的商业钆基造影剂带来潜在副作用的风险,也适用于核磁共振/近红外荧光(NIRF)双模态成像,结合二者成像系统优势,弥补单一成像的不足,为精准医学提供了更完整的成像数据。该研究为创建用于生物医学应用的多模态显像剂,提供了一个基于模块化和自组装树形分子材料的重要且有潜力的纳米技术平台。
文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202308262
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