多形性胶质母细胞瘤(GBM)是最常见的恶性脑肿瘤。由于血脑屏障(BBB)和高浸润现象的存在,GBM的生存率非常低。基于上转换纳米颗粒(UCNPs)的深穿透近红外(NIR)光疗是一种很有前途的治疗神经胶质瘤的方法,但由于光谱失配和单点Förster共振能量转移(FRET),其光能利用率较低。河南大学白锋、Yong Zhong和澳大利亚麦考瑞大学Bingyang Shi设计了一种具有双位点FRET途径和卓越光谱匹配能力的脑靶向NIR治疗系统,可最大限度地提高能量利用率,用于神经胶质瘤的协同光动力和光热治疗。
本文要点
(1)该系统由Tm掺杂的UCNPs、四苯基卟啉锌(ZnTPP)和硫化铜(CuS)纳米颗粒在多重优化调制下制备而成。研究发现,精确调整Tm掺杂率可以显著提高UCNP在475 nm处的相对发射强度(11.5倍)。
(2)此外,ZnTPP的J聚集体增加了单体在475 nm(163.5倍)处的吸收;两者共同优化了UCNP和卟啉之间的FRET匹配,用于有效的NIR光动力治疗。同时,还可利用材料在800nm处的发射来放大CuS纳米颗粒的光热效应,用于通过第二FRET途径进行光热治疗。
(3)在被脑靶向肽修饰后,该系统有效地触发神经胶质瘤细胞的协同光疗消融,并显著延长原位携带神经胶质瘤的小鼠在穿过血脑屏障并靶向神经胶质瘤后的存活时间。因此,先进的光谱调制和双位点FRET策略的成功有望激发更多的策略来最大限度地利用UCNP治疗脑疾病。
Jiefei Wang, et al. Dual-Site Förster Resonance Energy Transfer Route of Upconversion Nanoparticles-Based Brain-Targeted Nanotheranostic Boosts the Near-Infrared Phototherapy of Glioma. ACS Nano. 2023
DOI:10.1021/acsnano.3c03724
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c03724