近日，我校化學化工與生物工程學院史向陽教授課題組在腫瘤放療增敏及診療一體化研究領域取得重要進展，相關成果以《基於樹狀大分子的納米增敏劑用於腫瘤乏氧靶向CT/MR雙模態成像及增敏放療》（Targeted Tumor Hypoxia Dual-Mode CT/MR Imaging and Enhanced Radiation Therapy Using Dendrimer-Based Nanosensitizers）為題👶🏽，發表於國際著名期刊《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）上。我校系論文第一完成單位𓀑，化學化工與生物工程學院博士生範鈺、上海市第一人民醫院腫瘤中心塗文誌博士為共同第一作者🪄，史向陽教授與上海市第一人民醫院腫瘤放療科劉勇教授為共同通訊作者⚔️。
目前👨🏻🦲，放療被認為是惡性腫瘤治療中最常用的治療手段之一。然而，實體瘤中普遍存在的乏氧區域使腫瘤具有放療抵抗性，大大降低了放療療效🤹♂️。乏氧作為腫瘤組織與正常組織明顯不同的生物特征👩🏿🦲，已成為開發各種腫瘤診斷和治療試劑的關鍵靶標之一。與此同時，放射增敏是提高臨床放療對惡性腫瘤局部控製率的一種有效途徑。國際上圍繞腫瘤放療的增敏問題🙀，特別是安全高效的放療增敏新材料方面，開展了許多全新的探索，其中納米材料以其在生物醫藥領域的獨特優勢和應用潛力，在新型放療增敏材料中脫穎而出。針對腫瘤的缺氧環境，設計新型納米材料實現腫瘤乏氧區域的功能影像並提高放療效果成為納米醫學在腫瘤放療領域的研究熱點。
針對乏氧腫瘤的放療👱🏼♂️，研究團隊在前期分子醫學影像及放射治療的研究基礎上，通過空間成像造影劑的挑選，構建和優化設計具有放療增敏性能的納米材料，從乏氧成像和放療增敏兩個方面為提高臨床放療療效提供新的思路🫰🏽。在本項研究工作中，研究團隊製備了乏氧靶向修飾的樹狀大分子/金釓雜化納米材料，並將其應用於乏氧腫瘤模型的CT/MR雙模態成像和放療增敏研究（下圖）。主要設計思路如下🧌🤷🏽：利用第5代聚酰胺-胺型樹狀大分子作為基底材料，修飾釓離子螯合劑，並用於包裹金納米顆粒，進一步通過聚乙二醇修飾乏氧靶向試劑硝基咪唑🤽🏽♀️，最後與釓離子螯合並做乙酰化處理提高其生物相容性。本研究設計的乏氧靶向金釓雜化納米材料展現出良好的X射線衰減效果和r1弛豫效能，在腫瘤乏氧細胞中具有增強的吞噬能力🧑🏿🚀，可用於乏氧腫瘤的CT/MR雙模態成像。與此同時🧔🏽，在X射線照射下，樹狀大分子/金釓雜化納米材料可以增強癌細胞內活性氧的產生，進而加劇癌細胞DNA損傷，同時阻止DNA修復，在體外、體內乏氧細胞/腫瘤模型中均體現出良好的放療增敏效果。
（乏氧靶向的樹狀大分子-金釓雜化納米顆粒用於腫瘤CT/MR雙模態成像及放療增敏研究）
本項目利用樹狀大分子所具備的單分散性、表面可修飾性和良好的生物相容性🫴🏽，製備出優良的多功能分子影像造影劑👨🏿⚕️，結合精準放療應用於癌症的診斷和治療🖊，為開發新型功能材料，提高放療效果👩🏽🏭，研究診療一體化新材料開辟了新的思路和方向。該工作得到了國家自然科學基金A3前瞻計劃國際合作項目、上海市科委優秀學術帶頭人計劃項目和中央高校基本科研業務費專項資金等項目的資助🚣🏽♂️。
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.201909285