Cerenkov Radiation Induced Photodynamic Therapy Using Chlorin e6-Loaded Hollow Mesoporous Silica Nanoparticles.
Cerenkov Radiation Induced Photodynamic Therapy Using Chlorin e6-Loaded Hollow Mesoporous Silica Nanoparticles.
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使用负载 Chlorin e6 的中空介孔二氧化硅纳米颗粒进行切伦科夫辐射诱导光动力疗法。
DOI：
10.1021/acsami.6b10255
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发表时间：
2016-10-12
影响因子：
9.5
通讯作者：
Cai, Weibo
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kamkaew, Anyanee;Cheng, Liang;Goel, Shreya;Valdovinos, Hector F.;Barnhart, Todd E.;Liu, Zhuang;Cai, Weibo
关键词：
传统的光动力疗法（PDT）需要外部光来激活光敏剂以达到治疗目的。然而，光的有限组织穿透仍然是该方法的主要挑战。为了克服这一限制，我们报告了一种优化系统，该系统使用切伦科夫辐射进行 PDT，通过使用放射性核素来激活众所周知的光敏剂（二氢卟酚 e6、Ce6）。利用中空介孔二氧化硅纳米颗粒 (HMSN) 本身可以放射性标记亲氧性锆 89 (89Zr, t1/2 = 78.4 h) 放射性核素，并具有强大的载药能力，Ce6 可以在同一纳米结构中被来自 89Zr 的切伦科夫辐射激活。体外细胞活力实验证明，剂量依赖性细胞解构是 Ce6 和 89Zr 浓度的函数。体内研究表明，当小鼠皮下注射[89Zr]HMSN-Ce6时，肿瘤生长受到抑制，肿瘤切片的组织学分析显示肿瘤组织受损，这表明活性氧介导了这种破坏。这项研究为未来的应用提供了一种在不使用任何外部光源的情况下使用内部辐射源实现深层肿瘤治疗的方法。
Traditional photodynamic therapy (PDT) requires external light to activate photosensitizers for therapeutic purposes. However, the limited tissue penetration of light is still a major challenge for this method. To overcome this limitation, we report an optimized system that uses Cerenkov radiation for PDT by using radionuclides to activate a well-known photosensitizer (chlorin e6, Ce6). By taking advantage of hollow mesoporous silica nanoparticles (HMSNs) that can intrinsically radiolabel an oxophilic zirconium-89 (89Zr, t1/2 = 78.4 h) radionuclide, as well as possess great drug loading capacity, Ce6 can be activated by Cerenkov radiation from 89Zr in the same nanoconstruct. In vitro cell viability experiments demonstrated dose-dependent cell deconstruction as a function of the concentration of Ce6 and 89Zr. In vivo studies show inhibition of tumor growth when mice were subcutaneously injected with [89Zr]HMSN-Ce6, and histological analysis of the tumor section showed damage to tumor tissues, implying that reactive oxygen species mediated the destruction. This study offers a way to use an internal radiation source to achieve deep-seated tumor therapy without using any external light source for future applications.
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