载血卟啉单甲醚高分子纳米粒用于光声显像引导下声动力治疗:实验研究

目的 制备一种载血卟啉单甲醚（HMME）的多功能分子探针,评估其体外光声成像及声动力治疗（SDT）效果。方法 采用双乳化法制备载HMME的聚乳酸-乙醇酸（PLGA）纳米粒（HMME@PLGA）,观察纳米粒的基本表征和体外增强光声显像情况,通过流式细胞仪检测人乳腺癌MDA-MB-231细胞与HMME@PLGA共孵育后在超声辐照下产生活性氧的能力,并在细胞水平验证其SDT效果。结果 所制备的HMME@PLGA纳米粒大小均一,形态规则,平均粒径为（333.67±17.50）nm,表面电位为（-10.57±1.98）mV,包封率为75.62%,载药量为2.90%,浓度为1 mg/ml的纳米粒与人乳腺癌MDA-MB-231细胞共孵育24 h的细胞存活率为87.21%。随浓度增加,纳米粒光声信号逐渐增强。经超声辐照,HMME@PLGA纳米粒能使人乳腺癌MDA-MB-231细胞产生大量活性氧,并产生明显细胞毒性作用,使细胞大量死亡,Calcein-AM/PI染色呈红色荧光;通过吖啶橙染色观测到细胞溶酶体结构消失。结论 本研究成功制备了包裹HMME的高分子纳米粒,可实现体外光声成像引导下的SDT。     

相变型载药纳米粒用于肿瘤的多模态显像与声动力治疗联合化疗的体外实验研究

目的 制备载全氟戊烷/锰卟啉/紫杉醇的多功能纳米探针,评估其体外光声/超声/磁共振三模态成像及声动力治疗(SDT)联合化疗的效果。方法 采用双乳化法制备载全氟戊烷(PFP)/锰卟啉(MnTTP)/紫杉醇(PTX)的聚乳酸-羟基乙醇酸(PLGA)纳米粒(PFP-MnTTP-PTX@PLGA,FMP@P),检测其表面电位、平均粒径、药物包封率,并在透射电镜及扫描电镜下观察其形态。观察纳米粒的体外光声/超声/磁共振显像效果及活性氧产生能力。通过CCK-8法及流式细胞术验证FMP@P体外SDT联合化疗杀伤肿瘤细胞的效果。结果 FMP@P平均粒径为(323.1 ± 68.3)nm,表面电位为(-14.5 ± 8.3)mV,MnTTP及PTX包封率分别为93.55 ± 0.46%、81.23 ± 6.93%。纳米粒可以增强超声/光声/磁共振成像。经超声辐照后,4T1细胞内产生大量活性氧,可显著杀伤肿瘤细胞。结论 本研究成功制备了载全氟戊烷/锰卟啉/紫杉醇的多功能纳米粒,可体外增强光声/超声/磁共振显像,并介导SDT联合化学治疗。     

pH响应型纳米探针用于超声/光声成像引导下的乳腺癌光热治疗

目的评估负载聚多巴胺（PDA）的pH响应诊疗一体化碳酸钙（CaCO₃）纳米探针的体外超声/光声双模态成像效果及光热治疗疗效。 方法通过一锅气相扩散法及两步法制备聚乙二醇（PEG）修饰的搭载PDA的CaCO₃纳米探针（CaCO₃-PDA-PEG）,观察其宏观及微观形貌、粒径、红外光谱、稳定性等表征;监测该纳米探针体外超声/光声双模态成像效果和pH响应超声造影显像能力,评估纳米探针的光热转换性能和细胞毒性并通过共聚焦显微镜观察其肿瘤细胞靶向能力;最后,通过细胞增殖实验和活死细胞染色评估纳米探针的体外光热杀瘤效率。 结果成功制备CaCO₃-PDA-PEG纳米探针,呈球形,大小均一,平均粒径约为258 nm,表面电位约为-21 mV;该纳米探针可明显增强光声显像效果,光声信号随纳米探针浓度升高而增强;在肿瘤酸性微环境中,CaCO₃-PDA-PEG遇H⁺可产生二氧化碳气泡进而增强超声造影成像;激光共聚焦显微镜下观察,纳米探针可被动靶向4T1细胞;CaCO₃-PDA-PEG（4 mg/ml）与4T1乳腺癌细胞共同孵育,无激光辐照时,细胞存活率高达92.31%;联合808 nm激光辐照后,对肿瘤细胞具有明显的光热杀伤效应,细胞存活率下降至26.61%,同时激光共聚焦显微镜下见大量红色荧光（死细胞）。 结论所制备的CaCO₃-PDA-PEG纳米探针具有良好的pH响应能力,可显著增强体外超声/光声双模态显像效果和光热治疗疗效,为进一步开发可视化肿瘤精准光热治疗方式奠定了基础。     

靶向抗肿瘤纳米粒用于增强声动力/饥饿联合治疗

目的 制备一种载IR780及葡萄糖氧化酶(GOx)的多功能纳米粒,研究其主动靶向能力,并评估其体外光声成像及声动力(sonodynamic therapy, SDT)/饥饿联合治疗的效果。方法 通过双乳化法制备载有IR780及GOx的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly (lactic-co-glycolic) acid, PLGA)纳米粒(IG@P 纳米粒) 。检测IG@P 纳米粒的理化特性,观察其体外光声成像的效果,并评估该纳米粒对肿瘤细胞的靶向能力及体外联合治疗效果。结果 制备的IG@P纳米粒呈大小均一的球形,平均粒径(248.1 ± 24.3) nm,且仍保留GOx的酶催化活性。实验结果表明IG@P纳米粒具有良好的光声成像及主动靶向效果。与单一治疗相比,SDT及饥饿治疗联合治疗可以更明显杀伤乳腺癌4T1细胞。且IR780的主动靶向作用,促进纳米粒在肿瘤细胞内的聚集,显著提高了SDT/饥饿治疗的治疗效果。结论 成功制备了具有肿瘤靶向作用的IG@P多功能纳米粒,可用于光声成像,并可增效SDT/饥饿联合治疗。     

血管内超声/光声联合成像研究进展

血管内超声/光声联合成像技术将血管内超声成像(IVUS)和血管内光声成像(IVPA)相结合、生成血管的组合图像。这种新的成像技术可获得高对比度和高分辨率的血管壁及管腔图像,可快速定位风险斑块并辨别其成分。本文就IVUS/IVPA联合成像的可行性及研究现状进行综述。     

载锰卟啉/紫杉醇的相变纳米粒多模态成像及靶向治疗肿瘤的体外实验研究

目的制备载全氟戊烷/锰卟啉/紫杉醇的聚乳酸-羟基乙醇酸(PLGA)纳米粒(PFP-MnTTP-PTX@PLGA,以下简称FMP@P),评估其体外光声、超声、磁共振多模态成像及其与声动力治疗(SDT)联合化疗肿瘤的效果。方法采用双乳化法制备FMP@P,应用透射电镜、扫描电镜观察纳米粒的形态,马尔文粒径电位分析仪检测其粒径及表面电位,紫外-可见光分光光度计检测其吸光度并计算包封率;高效液相法测量并计算MnTTP-PTX和紫杉醇的包封率及超声辐照后的药物释放能力。采集不同浓度下纳米粒的体外光声、磁共振成像图像,定量对比分析其显像效果;使用低功率聚焦超声(3.0 W/cm2)辐照纳米粒,采集不同辐照时间的超声成像图像,定量对比分析其显像效果。使用单线态氧荧光探针检测纳米粒的活性氧产生能力。通过CCK-8法及流式细胞术验证FMP@P与SDT联合化疗杀伤肿瘤细胞的效果。结果 FMP@P乳液为墨绿色,纳米粒为均一的球形,平均粒径为(323.1±68.3)nm,平均表面电位为(-14.5±8.3)mV,MnTTP-PTX和紫杉醇的包封率分别为(93.55±0.46)%和(81.23±6.93)%。药物释放实验结果显示FMP@P在超声辐照后24 h PTX的累计释放率为31.57%。FMP@P可以增强超声B模式和造影模式的显像能力,回声强度随辐照时间的增加而增强;也可增强光声、磁共振显像能力,光声信号、磁共振信号强度随FMP@P浓度的增加而增强。超声辐照后乳腺癌4T1细胞内产生大量活性氧。FMP@P与SDT联合化疗可显著杀伤肿瘤细胞。结论本实验成功制备了FMP@P,其不但可体外增强光声、超声、磁共振显像能力,还可介导SDT联合化疗有效治疗肿瘤。     

光声成像在前列腺癌诊断和治疗中的研究进展

光声成像(photoacoustic imaging PAI)是一种新型的非电离式和非侵入式的成像方法,具有高分辨率实时血管显像和在不使用外源造影剂的情况下获得血氧饱和度等信息的特性,并能与超声等成像技术结合,因此在临床各个学科中能很好地应用。目前光声成像技术在前列腺癌的诊疗研究中发展迅速,本文将主要对光声成像技术在前列腺癌诊断和治疗方面的研究进展进行综述。     

靶向抗肿瘤纳米粒的制备及其增强声动力/饥饿联合治疗效果评估

目的 制备一种载IR780及葡萄糖氧化酶(GOx)的多功能纳米粒,研究其主动靶向能力,并评估其增强体外光声成像及声动力(SDT)/饥饿联合治疗的效果.方法 通过双乳化法制备载IR780及GOx的聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米粒(IG@P纳米粒).检测IG@P纳米粒的理化性质,观察其增强体外光声成像的效果,并评估该纳米粒对鼠...     

载单宁酸铁及二氢卟吩纳米粒用于光声成像及杀伤视网膜母细胞瘤Y79细胞

目的 制备载单宁酸铁(Fe^Ⅲ TA)及二氢卟吩(Ce6)纳米粒,观察其用于光声(PA)成像及杀伤视网膜母细胞瘤(RB)Y79细胞的价值。方法 制备Fe^Ⅲ TA/PLGA/Ce6纳米粒并检测其特性,观察其体内、体外PA成像能力及对人源性RB Y79细胞的杀伤能力。结果 成功制备的Fe^Ⅲ TA/PLGA/Ce6纳米粒基本特性良好,光热稳定性优异,用于实时PA成像效果较好。纳米粒浓度越高,经808 nm激光辐照后样品升温幅度越大。各种浓度纳米粒对人视网膜色素上皮细胞均无明显细胞毒性。于Y79细胞中加入纳米粒后,荧光强度随时间延长而增高;激光组(Y79细胞+激光辐照)、Fe^Ⅲ TA/PLGA/Ce6组(Y79细胞+纳米粒)、Fe^Ⅲ TA/PLGA/Ce6+激光组(Y79细胞+纳米粒+激光辐照)及空白对照组(Y79细胞)于Y79细胞内的活性氧产量百分比分别为28.01%、55.41%、42.74%及26.57%。Fe^Ⅲ TA/PLGA/Ce6纳米粒及激光辐照共同作用可使Y79细胞大量凋亡。结论 成功制备的Fe^Ⅲ TA/PLGA/Ce6纳米粒用于PA成像效果较好;用于光热治疗联合化学动力疗法可有效杀伤体外Y79细胞。     

光声成像联合光热治疗在肝癌诊治中的应用进展

近年来,具有高分辨率、高对比度和高成像深度的光声成像技术在肝癌的诊疗中逐渐受到重视,光热治疗因光热转导剂在肿瘤的富集而有着高度特异性,其优秀的疗效也备受关注。本文主要介绍光声成像技术和光热治疗的基本原理以及具有高光声信号和良好光热转换效率的纳米诊疗剂,并展示了光声成像技术联合光热治疗,以纳米诊疗剂的形式在肝癌诊疗一体化中的应用。联合技术利用光声成像来监测纳米诊疗剂在肿瘤的富集,并通过光热效应来杀伤肿瘤细胞、调节肿瘤微环境、抑制肿瘤的转移复发,验证了联合技术在早期肝癌诊治的可行性和优势,推动其在临床上的实际应用。     

光声动力疗法在妇科恶性肿瘤中的应用进展

妇科恶性肿瘤发病率逐年增加，严重威胁女性健康。光声动力疗法，包括光动力疗法和声动力疗法，通过光激活光敏剂和超声激活声敏剂产生一系列光声化学反应而杀伤肿瘤细胞，具有创伤性小、靶向精确、毒副作用小等优势，已广泛用于诊断及治疗妇科肿瘤。本文对光声动力疗法及其在宫颈癌、卵巢癌、子宫内膜癌中的应用进展进行综述。     

诊疗一体化胶质瘤靶向纳米粒增效声动力治疗及多模态显像：体外实验研究

目的 制备胶质瘤靶向诊疗一体化纳米粒,观察体外多模态显像及对U87细胞主动靶向能力和增效声动力治疗（SDT）效果。方法 以双乳化法制备载IR780和全氟戊烷（PFP）纳米粒（IR780-PFP@PLGA）,验证其体外光声（PA）/超声（US）/荧光（FL）多模态显像能力;以细胞计数试剂盒（CCK-8）检测细胞毒性,激光共聚焦显微镜观察其主动靶向能力,通过单线氧荧光探针（SOSG）检测法、JC-1染色法、2'',7''-二氯荧光黄双乙酸盐（DCFH-DA）染色法、钙黄绿素/碘化丙啶（Calcein-AM/PI）双染及CCK-8评价其增效SDT效果。结果 所制备IR780-PFP@PLGA呈圆形,形态规则,粒径均匀,平均（240.67±1.30） nm,表面电位（-9.50±0.06） mV,IR780包封率（92.03±0.42）%;经激光辐照后其PA和FL信号强度呈浓度依赖性,经低强度聚焦超声（LIFU）辐照后表现出良好US对比度成像能力和较强U87细胞靶向能力,并呈活性氧（ROS）浓度依赖。于U87细胞中检出大量ROS,线粒体膜电位明显降低,细胞毒作用明显。结论 成功构建的IR780-PFP@PLGA不仅可用于PA/US/FL多模态显像并具有良好体外寻靶能力,还可通过声致相变（ADV）增强SDT疗效,有望用于多模态成像指导下早期诊断和靶向精准治疗脑胶质瘤并评估疗效。     

分子影像学检测结直肠癌免疫微环境

结直肠癌是常见恶性肿瘤，免疫疗法对微卫星不稳定和常规化疗难以治疗的结直肠癌有效。了解肿瘤免疫微环境（TIME）有助于提高免疫治疗反应。分子成像可在解剖学和分子水平上实现细胞和亚细胞过程可视化，并加以表征和量化。对TIME细胞组成进行显像有助于理解肿瘤动态发展过程，发现并阐明肿瘤致病过程的分子机制，协助开发更有效的癌症治疗方法以及通过识别生物标志物准确预测不同治疗反应。本文针对分子影像学检测结直肠癌免疫微环境进展进行综述。     

动态对比增强MRI及弥散加权成像参数预测结直肠癌微卫星不稳定

目的 观察动态对比增强MRI(DCE-MRI)及弥散加权成像(DWI)参数预测结直肠癌微卫星不稳定(MSI)的价值。方法 回顾性分析经病理证实的11例MSI(MSI组)和55例微卫星稳定(MSS,MSS组)结直肠癌患者,比较组间术前DCE-MRI参数,包括容积转移常数(K^trans)、血管外细胞外间隙容积分数(V_e)、血管内外回流速率常数(K_ep)和初始强化曲线下面积(iAUC),以及DWI参数表观弥散系数(ADC)的差异。采用受试者工作特征(ROC)曲线评估各参数预测结直肠癌MSI的效能;基于诊断效能最高的DCE-MRI参数及ADC,采用多因素logistic回归建立联合模型,并评估其诊断效能。结果 MSI组K^trans、K_ep、iAUC均低于MSS组(P均＜0.05),ADC显著高于MSS组(P＜0.001),而V_e与MSS组差异无统计学意义 (P=0.536)。K_ep预测结直肠癌MSI的AUC为0.890,高于K^trans、iAUC及ADC(AUC=0.822、0.830、0.879,Z=3.456、3.173、3.170,P均＜0.001);K_ep+ADC的AUC为0.970,高于单一K_ep及ADC(AUC=0.890、0.879, Z=6.171、3.978,P均＜0.001)。结论 DCE-MRI联合DWI参数可有效预测结直肠癌MSI。     

肽功能化载GOD智能响应型相变纳米粒用于乳腺癌超声诊疗的实验研究

目的制备一种肿瘤归巢穿膜肽tLyp-1介导的载葡萄糖氧化酶（GOD）和全氟正戊烷（PFP）纳米粒（tLyp-1-GOD@PFP NPs）,观察其基本表征、体内外超声成像以及对人乳腺癌MDA-MB-231细胞的体外靶向及体内外抗肿瘤能力。 方法采用乳化法制备tLyp-1-GOD@PFP NPs,观察其形态特点,检测其理化性质（粒径、电位、包封率、释药率）;低强度聚焦超声（LIFU）辐照纳米粒后,光镜下观察其相变情况,并观察其体内外超声成像效果;激光共聚焦显微镜和流式细胞仪检测纳米粒对MDA-MB-231细胞的靶向能力;使用CCK-8法和流式法评估在LIFU辐照下该纳米粒对MDA-MB-231细胞的抗肿瘤能力;通过荷瘤裸鼠尾静脉注射纳米粒并观察肿瘤体积变化和裸鼠体重以探索其体内抑瘤效果。 结果制备的纳米粒呈球形壳核结构,大小均一,其平均粒径为（227.4±12.5）nm,平均电位为（-16.5±2.7）mV,GOD的包封率为（12.93±0.46）%,载药率为（1.62±0.06）%,24 h释药率可达（51.73±3.22）%。光镜下相变和体外超声成像具有辐照时间依赖性。CCK-8和流式细胞仪检测结果证明tLyp-1-GOD@PFP NPs具有良好的生物安全性,并且在LIFU辐照后其抑瘤效果较好。同时,体内实验证实该纳米粒具有良好的超声造影能力和靶向能力,体内治疗结果也表明该纳米粒可有效抑制肿瘤增殖。 结论本研究成功制备了tLyp-1介导的载GOD和PFP的相变型纳米粒,对MDA-MB-231细胞具有特异靶向能力,在LIFU辐照下,可实现体内外超声成像,同时产生良好的抗肿瘤效果。     

VCAM‐1‐targeting gold nanoshell probe for photoacoustic imaging of atherosclerotic plaque in mice

The development of molecular probes and novel imaging modalities, allowing better resolution and specificity, is associated with an increased potential for molecular imaging of atherosclerotic plaques especially in basic and pre‐clinical research applications. In that context, a photoacoustic molecular probe based on gold nanoshells targeting VCAM‐1 in mice (immunonanoshells) was designed. The molecular probe was validated in vitro and in vivo, showing no noticeable acute toxic effects. We performed the conjugation of gold nanoshells displaying near‐infrared absorption properties with VCAM‐1 antibody molecules and PEG to increase their biocompatibility. The resulting immunonanoshells obtained under different conditions of conjugation were then assessed for specificity and sensitivity. Photoacoustic tomography was performed to determine the ability to distinguish gold nanoshells from blood both in phantoms and in vivo. Ex vivo optical projection tomography of hearts and aortas from atherosclerotic and control mice confirmed the selective accumulation of the immunonanoshells in atherosclerotic‐prone regions in mice, thus validating the utility of the probe in vivo in small animals for pre‐clinical research. These immunonanoshells represent an adequate mean to target atherosclerotic plaques in small animals, leading to new tools to follow the effect of therapies on the progression or regression of the disease. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

Recent advances in the development of nanoparticles for multimodality imaging and therapy of cancer

This review explores recent work directed toward the development of nanoparticles (NPs) for multimodality cancer imaging and targeted cancer therapy. In the growing era of precision medicine, theranostics, or the combined use of targeted molecular probes in diagnosing and treating diseases is playing a particularly powerful role. There is a growing interest, particularly over the past few decades, in the use of NPs as theranostic tools due to their excellent performance in receptor target specificity and reduction in off-target effects when used as therapeutic agents. This review discusses recent advances, as well as the advantages and challenges of the application of NPs in cancer imaging and therapy.