云南大学谢明进课题组：长杆状镓复合材料：自分离材料聚集诱导的ROS增强用于HCT116细胞的光热/光动力治疗

前沿科研成果

长杆状镓复合材料：自分离材料聚集诱导的ROS增强用于HCT116细胞的光热/光动力治疗

图1 材料合成及联合治疗示意图（图片来源：Eur. J. Med. Chem.）

在这项研究中，在镓配位聚合物（CP）的表面原位生长了金纳米颗粒（Au NPs）。通过引入叶酸（FA）靶向（CP-Au-PEG-FA）和利用IR780的光热治疗效果，这些NP得到了进一步的改善CP-Au-PEG-FA@BSA@IR780复合物，创造了一种联合治疗方法（图1）。该复合材料具有以下优点：1）对结肠癌有较好的治疗效果；2） Au-NPs和IR780可以进一步增强CP对ROS的产生，并对癌症细胞的线粒体膜电位造成不可逆的损害；3） 聚乙二醇（PEG）可以通过将复合材料两端的基团与BSA连接来增强复合材料的生物相容性；4） FA可以提高复合物的靶向性；5） CP和IR780表现出强大的荧光潜力，能够在体外和体内进行实时成像；6）癌症细胞中的铁离子可能发生紊乱，导致癌症细胞运输功能下降或丧失。总之，这种复合材料是一种用于协同PTT/PDT/化疗联合治疗肿瘤的有效材料。

除此自外，我们成功地制备了镓复合材料(CP-Au-PEG-FA@BSA@IR780）具有化疗光热/光动力特性，并研究了其在808nm激光照射下的光热治疗效果。BSA包封不仅提高了IR780碘化物的水溶性和光学稳定性，而且显著降低了其对小鼠的毒性。此外CP-Au-PEG-FA@BSA@IR780还增强了肿瘤的靶向能力。在体外，CP-Au-PEG-FA@BSA@IR780纳米复合材料被证明可以增加ROS水平，并对癌症细胞的线粒体膜电位造成不可逆转的损害，显示出对化疗和PDT的治疗效果增强。体内实验表明CP-Au-PEG-FA@BSA@IR780具有优异的光热加温特性，有利于PTT治疗。进一步的临床发展表明CP-Au-PEG-FA@BSA@IR780是一种用于体内肿瘤消融的有效且安全的PTT试剂。因此，这项工作突出了多电荷静电自组装策略作为一种简单有效的制造多功能镓复合材料组装治疗微系统的方法的潜力，用于有效和安全的癌症治疗，并为癌症治疗领域的当前挑战提供了潜在的解决方案

近期科研成果介绍（2023年）

[1] Zhou S H, Wang R D, Wu T T, et al. Long rod-shaped gallium composite material: Self-separating material aggregation induced enhancement of ROS for photothermal/photodynamic therapy of HCT116 cells[J]. European Journal of Medicinal Chemistry, 2023: 115892.

[2] Wu Y, Liao W H, Niu Z, et al. Gallium Metal− Organic Nanoparticles with Albumin-Stabilized and Loaded Graphene for Enhanced Delivery to HCT116 Cells[J]. International Journal of Nanomedicine, 2023: 225-241.

[3] Niu Z L, Zhou S H, Wu Y Y, et al. Multifunctional O-phenanthroline silver (I) complexes for antitumor activity against colorectal adenocarcinoma cells and antimicrobial properties by multiple mechanisms[J]. Journal of Inorganic Biochemistry, 2023, 246: 112293.

[4] Niu Z, Wu T T, Wu Y, et al. Two novel silver (I) phenanthroline derivative complexes induce G2/M phase cycle arrest and apoptosis of MDA‐MB‐231 cancer cells by multiple mechanisms[J]. Applied Organometallic Chemistry, 2023, 37(7): e7123.

[5] Zhou S H, Liao W H, Yang Y, et al. (8-Hydroxyquinoline) Gallium (III) Complex with High Antineoplastic Efficacy for Treating Colon Cancer via Multiple Mechanisms[J]. ACS omega, 2023, 8(7): 6945-6958.

课题组简介

谢明进课题组长期从事生物无机及金属药物研究。研究内容包括：1. 新型金属配合物的合成，结构和性质表征，重点研究不同金属配合物的抗癌，抗糖尿病及抗菌活性的候选化合物的筛选；2. 纳米复合材料的合成及在抗癌领域的应用；3. 光热/光动力等联合治疗肿瘤等。

课题组合照及相关照片

教授简介

谢明进：云南大学化学科学与工程学院教授，1994年毕业于南开大学化学系，2005年获南开大学获得博士学位，同年进入云南大学任教，英国华威大学访问学者。主持完成国家科学基金2项，云南省项目3项等。在Inorg. Chem., Angew. Chem. Int. Ed. , J. Inorg. Biochem., Eur. J. Med. Chem., Chem. Commun., Org. Lett. 等国际学术期刊上发表SCI 论文九十多篇。获国家发明专利4 项。获云南省自然科学二等奖。为云南省中青年学术和技术带头人和“西部之光”人才入选者。

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