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Efficient Near-Infrared Photosensitizer with Aggregation-Induced Emission for Imaging-Guided Photodynamic Therapy in Multiple Xenograft Tumor Models.
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2019-12-16 , DOI: 10.1021/acsnano.9b07972
Jun Dai 1 , Yinghao Li 2 , Zi Long 3 , Ruming Jiang 2 , Zeyan Zhuang 2 , Zhiming Wang 2 , Zujin Zhao 2 , Xiaoding Lou 3 , Fan Xia 3 , Ben Zhong Tang 2, 4
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2019-12-16 , DOI: 10.1021/acsnano.9b07972
Jun Dai 1 , Yinghao Li 2 , Zi Long 3 , Ruming Jiang 2 , Zeyan Zhuang 2 , Zhiming Wang 2 , Zujin Zhao 2 , Xiaoding Lou 3 , Fan Xia 3 , Ben Zhong Tang 2, 4
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Photodynamic therapy (PDT) strategy has been widely used in tumor treatment, and the reagents for reactive oxygen species (ROS) play a crucial role. Herein, we develop a fluorogen (TTB) containing an electron-accepting benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene 1,1,5,5-tetraoxide core and electron-donating 4,4'-(2,2-diphenylethene-1,1-diyl)bis(N,N-diphenylaniline) groups for image-guided targeting PDT application. TTB exhibits a prominent aggregation-induced emission (AIE) property with strong near-infrared (NIR) fluorescence in aggregates and is capable of efficiently generating ROS of O2•- and 1O2 under white light irradiation. The nanoparticles (RGD-4R-MPD/TTB NPs) with NIR emission (∼730 nm), high photostability, and low dark cytotoxicity are fabricated by encapsulating TTB within polymeric matrix and then modified with RGD-4R peptide. They show excellent performance in targeting PDT treatment of PC3, HeLa, and SKOV-3 cancer cells in vitro. The investigations on pharmacokinetics, biodistribution, and long-term tracing in vivo reveal that RGD-4R-MPD/TTB NPs can selectively accumulate in tumors for real-time, long-term image-guided PDT treatment. The RGD-4R-MPD/TTB NPs-mediated PDT in multiple xenograft tumor models disclose that the growth of cervical, prostate, and ovarian cancers in mice can be effectively inhibited. These results demonstrate that the reagents employing NIR fluorogen TTB as a photosensitizer could be promising candidates for in vivo image-guided PDT treatments of tumors.
中文翻译:
聚合诱导发射的高效近红外光敏剂,用于多种异种移植肿瘤模型中的成像引导光动力疗法。
光动力疗法(PDT)策略已广泛用于肿瘤治疗,而活性氧(ROS)的试剂起着至关重要的作用。本文中,我们开发了一种含氟化合物(TTB),该化合物包含一个电子接受苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩1,1,5,5-四氧化物核和给电子体4,4'-( 2,2-二苯基乙烯-1,1-二基)双(N,N-二苯基苯胺)基团,用于图像引导的PDT应用。TTB在聚集体中具有突出的聚集诱导发射(AIE)特性和强的近红外(NIR)荧光,并且能够在白光照射下有效生成O2•-和1O2的ROS。通过将TTB封装在聚合物基质中,然后用RGD-4R肽修饰,可以制备出具有近红外发射(〜730 nm),高光稳定性和低暗细胞毒性的纳米颗粒(RGD-4R-MPD / TTB NPs)。它们在靶向PDT体外治疗PC3,HeLa和SKOV-3癌细胞方面显示出卓越的性能。对体内药代动力学,生物分布和长期追踪的研究表明,RGD-4R-MPD / TTB NP可以选择性地在肿瘤中蓄积,以进行实时,长期的图像引导的PDT治疗。在多个异种移植肿瘤模型中,RGD-4R-MPD / TTB NPs介导的PDT揭示可以有效抑制小鼠宫颈癌,前列腺癌和卵巢癌的生长。这些结果表明,采用NIR氟TTB作为光敏剂的试剂可能是用于体内影像引导的PDT治疗肿瘤的有前途的候选药物。体内长期跟踪显示,RGD-4R-MPD / TTB NP可以选择性地在肿瘤中蓄积,以进行实时,长期的图像引导的PDT治疗。在多个异种移植肿瘤模型中,RGD-4R-MPD / TTB NPs介导的PDT揭示可以有效抑制小鼠宫颈癌,前列腺癌和卵巢癌的生长。这些结果表明,采用NIR氟TTB作为光敏剂的试剂可能是用于体内影像引导的PDT治疗肿瘤的有前途的候选药物。体内长期跟踪显示,RGD-4R-MPD / TTB NP可以选择性地在肿瘤中蓄积,以进行实时,长期的图像引导的PDT治疗。在多个异种移植肿瘤模型中,RGD-4R-MPD / TTB NPs介导的PDT揭示可以有效抑制小鼠宫颈癌,前列腺癌和卵巢癌的生长。这些结果表明,采用NIR氟TTB作为光敏剂的试剂可能是用于体内影像引导的PDT治疗肿瘤的有前途的候选药物。
更新日期:2019-12-17
中文翻译:
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聚合诱导发射的高效近红外光敏剂,用于多种异种移植肿瘤模型中的成像引导光动力疗法。
光动力疗法(PDT)策略已广泛用于肿瘤治疗,而活性氧(ROS)的试剂起着至关重要的作用。本文中,我们开发了一种含氟化合物(TTB),该化合物包含一个电子接受苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩1,1,5,5-四氧化物核和给电子体4,4'-( 2,2-二苯基乙烯-1,1-二基)双(N,N-二苯基苯胺)基团,用于图像引导的PDT应用。TTB在聚集体中具有突出的聚集诱导发射(AIE)特性和强的近红外(NIR)荧光,并且能够在白光照射下有效生成O2•-和1O2的ROS。通过将TTB封装在聚合物基质中,然后用RGD-4R肽修饰,可以制备出具有近红外发射(〜730 nm),高光稳定性和低暗细胞毒性的纳米颗粒(RGD-4R-MPD / TTB NPs)。它们在靶向PDT体外治疗PC3,HeLa和SKOV-3癌细胞方面显示出卓越的性能。对体内药代动力学,生物分布和长期追踪的研究表明,RGD-4R-MPD / TTB NP可以选择性地在肿瘤中蓄积,以进行实时,长期的图像引导的PDT治疗。在多个异种移植肿瘤模型中,RGD-4R-MPD / TTB NPs介导的PDT揭示可以有效抑制小鼠宫颈癌,前列腺癌和卵巢癌的生长。这些结果表明,采用NIR氟TTB作为光敏剂的试剂可能是用于体内影像引导的PDT治疗肿瘤的有前途的候选药物。体内长期跟踪显示,RGD-4R-MPD / TTB NP可以选择性地在肿瘤中蓄积,以进行实时,长期的图像引导的PDT治疗。在多个异种移植肿瘤模型中,RGD-4R-MPD / TTB NPs介导的PDT揭示可以有效抑制小鼠宫颈癌,前列腺癌和卵巢癌的生长。这些结果表明,采用NIR氟TTB作为光敏剂的试剂可能是用于体内影像引导的PDT治疗肿瘤的有前途的候选药物。体内长期跟踪显示,RGD-4R-MPD / TTB NP可以选择性地在肿瘤中蓄积,以进行实时,长期的图像引导的PDT治疗。在多个异种移植肿瘤模型中,RGD-4R-MPD / TTB NPs介导的PDT揭示可以有效抑制小鼠宫颈癌,前列腺癌和卵巢癌的生长。这些结果表明,采用NIR氟TTB作为光敏剂的试剂可能是用于体内影像引导的PDT治疗肿瘤的有前途的候选药物。