本文要點：光熱治療（PTT）是一種通過光能轉(zhuǎn)化為熱能實現(xiàn)精準(zhǔn)腫瘤消融的前沿技術(shù)。該技術(shù)利用光熱轉(zhuǎn)換劑選擇性產(chǎn)熱并靶向癌細胞，已成為有潛力的腫瘤治療策略。值得注意的是，基于第二近紅外窗口（NIR-II）的治療模式因具備更深的組織穿透性與更低的光散射特性，展現(xiàn)出更優(yōu)的治療效果。本研究開發(fā)了仿生型NIR-II聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）納米粒子（2TB-NPs@TM），用于卵巢癌的高效NIR-II成像與靶向光治療。核心納米聚集體（2TB-NPs）具有強NIR-II熒光信號與高光熱轉(zhuǎn)換效率，而外層腫瘤細胞膜涂層則賦予其主動靶向與精準(zhǔn)識別腫瘤組織的能力。該設(shè)計兼具優(yōu)異生物相容性與增強的藥物遞送效率，可實現(xiàn)強效協(xié)同治療效果。研究成果為推進癌癥靶向高性能光治療診斷提供了新方向。

活體成像

方案1. 2TB-NPs@TM（a）制備方法.（b）光熱療法和同源靶向的圖示

據(jù)報道，2TT-oC26B（簡稱2TB）是一種D–A型聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料（AIEgen），其發(fā)射譜可延伸至近紅外二區(qū)b窗口（NIR-IIb）。通過光致發(fā)光（PL）光譜監(jiān)測四氫呋喃（THF）/水混合體系中不同水體積分?jǐn)?shù)下的熒光波動，研究了2TB的AIE特性（圖1a和b）。在含水量達到90%時達到最大值。在近紅外二區(qū)（NIR-II）窗口內(nèi)，其發(fā)射尾部波長超過1000 nm。采用2TB與DSPE-PEG-2000相結(jié)合的策略。為提高2TB在腫瘤部位的富集量，從ID8細胞中分離ID8腫瘤細胞膜，通過擠出法對2TB-NPs進行包覆，成功制備了2TB-NPs@TM。該策略利用ID8腫瘤細胞膜的天然靶向能力，通過模擬細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能，提升藥物遞送系統(tǒng)的腫瘤特異性及治療效果。

圖1. 材料性質(zhì)表征

首先，使用透射電子顯微鏡（TEM）和動態(tài)光散射（DLS）對制備的2TB-NPs及2TB-NPs@TM的形貌與流體力學(xué)尺寸進行表征。結(jié)果顯示，2TB-NPs和2TB-NPs@TM均為均一球形顆粒，平均尺寸分別為136.1 nm和146.1 nm（圖1c、d）。與2TB-NPs相比，2TB-NPs@TM的尺寸增大約10 nm，這與TEM結(jié)果一致，可歸因于2TB-NPs表面包覆的ID8細胞膜。隨后，采用SDS-PAGE電泳分析了2TB-NPs@TM表面的ID8細胞膜蛋白組成，并與原始ID8細胞膜蛋白進行對比。圖1e結(jié)果顯示，仿生策略成功實現(xiàn)了ID8細胞膜對納米顆粒的包覆，同時保留了ID8細胞膜的特征。接著，通過紫外-可見吸收光譜研究了2TB、2TB-NPs及2TB-NPs@TM的吸收特性。如圖1f所示，2TB在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中表現(xiàn)出500–900 nm的寬吸收帶，吸收峰位于700 nm。圖1g顯示，2TB、2TB-NPs及2TB-NPs@TM在808 nm激光激發(fā)下的熒光光譜未發(fā)生顯著變化，熒光發(fā)射峰仍保持在1031 nm附近。由于包覆過程中ID8細胞膜的負(fù)電特性，2TB-NPs和2TB-NPs@TM的Zeta電位分別為?20.7 mV和?36 mV（圖1h）。此外，通過監(jiān)測2TB-NPs及2TB-NPs@TM在PBS緩沖液（pH 7.4）中7天內(nèi)流體力學(xué)直徑的變化評估其穩(wěn)定性。圖1i顯示，兩種納米顆粒在PBS中一周內(nèi)未發(fā)生顯著的流體力學(xué)直徑變化，表明2TB-NPs與2TB-NPs@TM均具有高穩(wěn)定性，為后續(xù)應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。

圖2. 體外紅外熱像研究和溫度變化曲線

近紅外波長區(qū)域的吸收表明這些納米顆?？赡芫邆滹@著的光熱轉(zhuǎn)換能力。因此，利用實時紅外熱成像儀系統(tǒng)研究了水、2TB、2TB-NPs及2TB-NPs@TM的光熱轉(zhuǎn)換性能（圖2a、b）。在808 nm激光（1.0 W cm?2）持續(xù)照射下，2TB、2TB-NPs與2TB-NPs@TM的溫度迅速上升，5分鐘內(nèi)最高達75°C，而水的溫度未發(fā)生明顯變化。2TB-NPs與2TB-NPs@TM的升溫曲線與2TB高度相似，表明納米載體包覆及細胞膜包覆未顯著影響2TB的光熱性能。隨后，研究了不同濃度（0–200 μg mL?1）2TB-NPs@TM在808 nm激光下的升溫效應(yīng)。如圖2c所示，溫度隨濃度升高呈現(xiàn)依賴性增長，尤其在200 μg mL?1時觀察到顯著的熱效應(yīng)。圖2d進一步分析了不同激光功率密度對2TB-NPs@TM升溫效率的影響，觀察到功率密度增加與溫升幅度呈明確相關(guān)性，證明其溫升效應(yīng)具有濃度與功率密度依賴性。對ICG與2TB-NPs@TM分別進行五次808 nm激光開關(guān)循環(huán)，每個循環(huán)包含5分鐘照射與5分鐘自然冷卻。如圖2e所示，五次循環(huán)后ICG溶液的溫升顯著下降（降幅近80%），而2TB-NPs@TM仍表現(xiàn)出穩(wěn)健持久的光熱轉(zhuǎn)換能力，第五次循環(huán)后溫度仍可達65°C，驗證了其光熱穩(wěn)定性與可重復(fù)性。濃度為100 μg mL?1、功率為1.0 W cm?2時2TB的光熱轉(zhuǎn)換效率為44.5%。該結(jié)果表明，2TB-NPs@TM可通過分子轉(zhuǎn)子內(nèi)運動結(jié)合強電子供體特性高效捕獲能量，實現(xiàn)近紅外光能向熱能的快速高效轉(zhuǎn)換。

圖3. 2TB NPs和2TB-NPs@TM體外細胞實驗

細胞與2TB-NPs及2TB-NPs@TM共孵育12小時后，活率均超過94.7%，即使在200 μg mL?1的高濃度下仍表現(xiàn)出良好的生物相容性（圖3a）。隨后研究其光熱治療效應(yīng)，在808 nm激光（1.0 W cm?2，10分鐘）照射下，2TB-NPs與2TB-NPs@TM均呈現(xiàn)劑量依賴性光毒性。相比同劑量2TB-NPs，2TB-NPs@TM顯示出更強的抗腫瘤能力（圖3b），進一步表明其能更高效遞送至腫瘤部位。通過將2TB-NPs@TM與ID8、4T1、CT26及HUEVC等不同細胞系共孵育評估靶向細胞毒性，發(fā)現(xiàn)相同光照條件下，2TB-NPs@TM對ID8細胞具有特異性增強的殺傷效果（圖3c），可能歸因于ID8細胞膜包覆賦予的同源靶向能力。為分析同等條件下2TB-NPs與2TB-NPs@TM對細胞殺傷的影響，利用JC-1染色成像對ID8細胞進行標(biāo)記（死亡細胞呈綠色熒光，活細胞呈紅色熒光）。共聚焦顯微成像結(jié)果顯示（圖3d），經(jīng)ID8細胞膜包覆的2TB-NPs@TM組較未包覆的2TB-NPs組展現(xiàn)出更廣泛的細胞殺傷區(qū)域，進一步驗證了其對ID8細胞的精準(zhǔn)靶向與治療效果。

圖4. 2TB NPs和2TB-NPs@TM體內(nèi)熒光和光熱成像

圖5. 腫瘤治療實驗