Breaking the depth dependency of phototherapy with Cerenkov radiation and low-radiance-responsive nanophotosensitizers.
Breaking the depth dependency of phototherapy with Cerenkov radiation and low-radiance-responsive nanophotosensitizers.
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DOI：
10.1038/nnano.2015.17
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发表时间：
2015-04
影响因子：
38.3
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
光和光敏剂的结合用于光动力疗法等光治疗干预措施已经改变了医学和生物学。然而，光在组织中的穿透力较浅，并且依赖组织氧合作用来产生细胞毒性自由基，限制了该方法只能用于浅表或内窥镜可及的病变。在这里，我们报告了一种克服这些限制的方法，即利用放射性核素的切伦科夫辐射来激活不依赖于氧的纳米光敏剂二氧化钛（TiO2）。我们证明，在小鼠体内施用转铁蛋白包被的 TiO2 纳米粒子和临床级放射性核素并在肿瘤中共定位，可以导致肿瘤完全缓解或增加其中位生存期。肿瘤切片的组织学分析显示癌细胞和大量肿瘤浸润淋巴细胞被选择性破坏，这表明自由基和免疫系统的激活介导了这种破坏。我们的研究结果提供了一种利用低辐射敏感纳米光敏剂来实现与深度无关的切伦科夫辐射介导的治疗的方法。
The combination of light and photosensitizers for phototherapeutic interventions such as photodynamic therapy has transformed medicine and biology. However, the shallow penetration of light in tissues and the reliance on tissue oxygenation to generate cytotoxic radicals have limited the method to superficial or endoscope-accessible lesions. Here, we report a way to overcome these limitations by using Cerenkov radiation from radionuclides to activate an oxygen-independent nanophotosensitizer, titanium dioxide (TiO2). We show that administration of transferrin-coated TiO2 nanoparticles and clinical grade radionuclides in mice and co-localization in tumours resulted in either complete tumour remission or increased their median survival. Histological analysis of tumour sections showed selective destruction of cancerous cells and high numbers of tumour infiltrating lymphocytes, suggesting that both free radicals and the activation of the immune system mediated the destruction. Our results offer a way to harness low radiance-sensitive nanophotosensitizers to achieve depth-independent Cerenkov radiation-mediated therapy.
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作者：
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Bowman, DC