近年来,光动力疗法(Photodynamic Therapy, PDT)作为一种有效的抗菌和抗肿瘤治疗方法,引起了广泛的关注。PDT通过光敏剂在特定波长的光照下将氧气转化为细胞毒性的活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS),从而消灭肿瘤细胞和细菌。然而,由于肿瘤组织内部常存在缺氧状态,PDT的临床应用受到了限制。
为了解决这一问题,研究者们开始探索将PDT与基于一氧化氮(Nitric Oxide, NO)的气体疗法(Gas Therapy, GT)相结合的可能性。NO作为一种不依赖氧气的气体,能够有效地渗透到缺氧环境中,其高浓度(>1 µM)可以抑制肿瘤发展,并且与ROS协同作用增强治疗效果。NO与ROS反应生成更具毒性的活性氮(Reactive Nitrogen Species, RNS),进一步加剧DNA损伤,促使细胞凋亡,从而强化了PDT的治疗效果。
在这一背景下,来自滨州医学院的研究团队在《纳米生物技术杂志》(J Nanobiotechnology)上发表了一篇名为“NIR-Activatable Nitric Oxide Generator based on Nanoparticles Loaded Small-Molecule Photosensitizers for Synergetic Photodynamic/Gas Therapy”的研究文章。该研究提出了一种基于近红外(Near-Infrared, NIR)光激活的一氧化氮生成器,该生成器由负载小分子光敏剂的纳米颗粒组成,用于光动力/气体协同治疗。
研究团队设计并合成了一种名为Cy-NMNO@SiO2的多功能纳米平台,其中Cy-NMNO是一种近红外活化的小分子荧光探针,负载在介孔二氧化硅纳米颗粒(Mesoporous Silica Nanoparticles, MSNs)中。这种纳米平台在NIR光照射下能够分解为Cy和NO,Cy表现出更好的氧气消耗性能,而NO则能够缓解PDT引起的缺氧,提升PDT的治疗效果。通过光动力疗法与气体疗法的协同作用,Cy-NMNO@SiO2在抗菌和皮肤癌治疗中表现出了显著的细胞毒性,优于传统的PDT治疗。
此外,Cy-NMNO@SiO2纳米平台还实现了高效的药物装载和递送,为PDT与GT的协同治疗提供了一种有前景的给药系统,并为药物分子的设计提供了有价值的参考。
总之,这项研究不仅为增强PDT与GT的协同治疗效果提供了一种新的解决方案,也为未来开发更有效的癌症和感染治疗策略奠定了基础。