随着临床医疗技术的发展，胃癌患者的五年生存率有了一定的提高，但大多数晚期胃癌患者的治愈率仍难令人满意。其中，肿瘤缺氧微环境可抑制药效，限制免疫细胞浸润肿瘤，促进肿瘤复发转移，降低肿瘤治疗效果等。因此，肿瘤内部乏氧的微环境促进肿瘤复发再生的问题，在临床上亟待解决。近日，南京大学医学院附属南京鼓楼医院管文贤教授团队成员在生物医学1区杂志《Theranostics》(2018 IF: 8.063)上发表论文，报道了一种多功能纳米材料。该纳米材料可通过产生氧气及抑制肿瘤细胞呼吸两方面抑制肿瘤缺氧微环境，从而解决肿瘤复发再生的问题。同时该纳米系统可搭载光敏剂，进而实现肿瘤的诊疗一体化，有望向临床转化。

在此项研究中，研究人员用四氧化三锰纳米颗粒作为门卫，阻断了多孔硅上光敏剂IR780的通道。过氧化氢是一种肿瘤细胞中高表达的物质，本研究中的四氧化三锰纳米颗粒是一种有效的催化剂，可在无外部活化的情况下持续将过氧化氢分解为氧气。此时，四氧化三锰纳米粒子崩解导致氧的产生和开关的打开。之后，IR780在肿瘤组织中解离和释放，由于其独特的特性，进一步特异性地靶向线粒体。在氧气和808 nm激光照射的协同作用下，线粒体附近产生活性氧并损伤线粒体，进一步抑制细胞呼吸，导致肿瘤细胞凋亡。线粒体呼吸抑制和产氧途径联合应用可能为扩大pdt疗效开辟新途径。

制备产生的纳米材料具有多重诊疗功能。通过四氧化三锰与肿瘤细胞中的过氧化氢反应，缓解了肿瘤细胞的乏氧状况，从而提升了IR780产生的光动力治疗效果。IR780可在细胞内靶向线粒体，通过产生活性氧进一步抑制细胞呼吸，进一步削弱了肿瘤细胞的抗氧化能力。同时，光敏剂IR780可以用作近红外的荧光成像染料，实现肿瘤的一体化诊疗。
研究还发现，四氧化三锰纳米颗粒崩解后生成二价锰离子，连同IR780小分子一起，可迅速排泄至体外，具有良好的生物安全性。因此，该纳米材料在癌症的诊断治疗一体化方面展现出了巨大的应用潜力。
南京大学医学院附属南京鼓楼医院的管文贤教授，麦筱莉副教授和东南大学生物材料与器件重点实验室的孙剑飞研究员为文章的共同通讯作者，课题组成员杨正阳博士，王佳峰硕士和艾世超博士为文章的并列第一作者。
 
参考文献：
Zhengyang Yang, Jiafeng Wang, Shichao Ai, Jianfei Sun, Xiaoli Mai,Wenxian Guan. Self-generating oxygen enhanced mitochondrion-targetedphotodynamic therapy for tumor treatment with hypoxia scavenging. Theranostics.2019; 9(23):6809-6823.
原文链接：http://www.thno.org/v09p6809.htm