近红外持久发光纳米颗粒引导的基因/光热协同治疗增强肿瘤细胞杀伤作用

本文推荐一种基于ZnGa2O4:Cr3+（ZGC）的纳米平台，通过近红外（NIR）持久发光成像实现无原位激发的高信噪比肿瘤可视化，同时搭载Bax基因和吲哚菁绿（ICG）实现基因治疗与光热疗法（PTT）协同作用，显著抑制小鼠实体瘤生长，为多模态肿瘤治疗提供新策略。

　　

Highlight

近红外（NIR）持久发光纳米颗粒凭借免原位激发、高信噪比和深层组织穿透等优势，成为肿瘤可视化治疗的革命性工具。本研究创新性地将Bax基因与吲哚菁绿（ICG）共载于介孔二氧化硅（mSiO₂）中，并包裹ZnGa₂O₄:Cr³⁺（ZGC）荧光粉，构建出兼具成像与治疗功能的纳米平台。

Introduction

恶性肿瘤治疗中，可视化引导的协同疗法因其精准性备受关注。传统荧光成像存在背景干扰大、稳定性差等缺陷，而持久发光材料（PLPs）通过能量储存释放机制实现无激发成像，配合近红外激光的深层穿透性，显著提升成像精度。本研究整合促凋亡基因Bax与光热剂ICG，通过阳离子脂质DOTAP修饰的mSiO₂载体，实现基因/光热（PTT）双模态治疗。

Section snippets

Reagents and materials

实验采用高纯度试剂：四乙氧基硅烷（TEOS）、ICG、DOTAP等购自Sigma-Aldrich，镓/锌/铬硝酸盐来自Macklin，细胞系选用B16-F10黑色素瘤和HeLa宫颈癌细胞。

Preparation and characterization of IZD

通过四步法构建IZD纳米颗粒（图1A）：1）CTAB模板法制备mSiO₂支架；2）吸附Zn²⁺/Ga³⁺/Cr³⁺离子后高温退火形成ZGC；3）ICG装载；4）DOTAP表面修饰增强基因转染。

Conclusion

IZD系统在808 nm激光照射下，通过Bax基因诱导凋亡与ICG光热效应协同作用，显著抑制小鼠肿瘤生长。该平台为持久发光成像引导的多模态肿瘤治疗提供了全新范式。