南京大学刘颖教授团队AHM：利用吲哚菁绿（ICG）J-聚集和解聚集实现肿瘤成像治疗以及疗效监测

肿瘤的动态进化特征和肿瘤患者的个体异质性影响治疗效果。将治疗部分与成像部分相结合，以便原位成像肿瘤并评估治疗效果，从而减少过度治疗或副作用,这将极大地有益于临床应用。然而，目前的治疗效果评估技术，如磁共振成像（MRI），计算断层扫描（CT），通常依赖于测量肿瘤体积。此外，它们通常需要分别注射造影剂作为“后处理”评估方法，这使操作过程变得复杂。同时，这些方法通常在治疗后数周进行评估，存在侵袭性和延迟性。而开发一体化具有实时疗效反馈的定制化治疗可以简化多种探针执行不同功能的繁琐操作，避免因多种探针分布不同带来的串扰，从而实现肿瘤个性化治疗。

近日，南京大学刘颖教授在Advanced Healthcare Materials期刊发表研究，报道了一种由吲哚菁绿（ICG）与由caspase-3识别和切割的多肽序列KADEVDAC连接的DSPE-Pep-PEG共组装形成胶束结构的J型聚集体 (J-ICG-Micelle)。该胶束为光声成像（PA）引导的光热治疗（PTT）提供了良好的光热性能，细胞凋亡产生的caspase-3酶会切割DSPE-Pep-PEG 中的多肽序列，导致J-ICG-Micelle胶束解体，同时ICG近红外二区的荧光恢复，从而能够实现治疗效果的自报告。

【文章内容解读】

1、J-ICG-Micelle的构建

N₃-Pep-PEG-NH₂是通过多肽N₃-KADEVDAC里的半胱氨酸（C）上的巯基和Mal-PEG2000-NH₂里的马来酰亚胺通过点击反应合成得到，然后通过透析提纯得到产物。然后将N₃-Pep-PEG-NH₂和DSPE-DBCO进一步反应得到最后的DSPE-Pep-PEG。最后将DSPE-Pep-PEG与ICG混合通过自组装形成J-ICG-Micelle。胶束具有稳定良好的光热效果。

图1. J-ICG-Micelle探针的构建

将J-ICG-Micelle和Caspase-3酶反应，可以发现，随着反应的进行J-ICG-Micelle解体并且导致ICG近红外二区荧光恢复，在808nm激发下，910nm处的荧光发射提高了15.2倍。

图2. J-ICG-Micelle探针响应酶活性和荧光恢复信号

将胶束通过尾静脉注射打入小鼠体内，通过光声成像可以看出胶束在注射12小时后在小鼠肿瘤处富集量达到最大，随后对小鼠进行光热治疗，肿瘤处的温度能达到53.5℃，同时在光热治疗后的12小时中，肿瘤处ICG的荧光逐渐增强。

图3.集成平台J-ICG-Micelle用于体内肿瘤成像和治疗

【总结与展望】

该研究成功构建了“诊-疗-监”三位一体平台——J-ICG-Micelle，在聚集体状态下显示出良好的光声信号，它成功地引导了递送过程，并指示肿瘤生长的位置，从而实现有效的光热治疗。然后胶束响应细胞凋亡产生的Caspase - 3 而导致胶束解体，ICG单体恢复近红外二区（NIR-II）荧光，从而实现了对治疗效果的实时自我评估。在精准治疗方面具有潜在的应用前景。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/adhm.202405032