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活性酸素種の毒性を高度な腫瘍治療に調整する

要約

活性酸素種(ROS)の生物学的機能と毒性作用は、一般的に絡み合っています。大量のROSは、細胞の生体分子に酸化的損傷を引き起こし、細胞死を引き起こす可能性があります。腫瘍治療はROSの毒性を利用して行うことができ、ROSに関連するさまざまなナノシステムが設計されています。実際、生物学的微小環境における活性酸素のレベルは、設計されたナノスケールエンジニアリングを介して高度な治療法で調節することができ、特定の単純さで治療の新しい方向性を開くことができます。この進捗レポートでは、著者は最初にROSが細胞死を引き起こす方法を紹介しました。次に、ROSからの固有の毒性を高度な治療ツールに変換することに関する最近の研究が強調されています。

はじめに

活性酸素種(ROS)は、一重項酸素( 1 を含む化学的に活性な酸素含有原子またはグループです。 O 2 )、スーパーオキシドアニオン(O 2 -)、ヒドロキシルラジカル( OH)および過酸化水素(H 2 O 2 )[1,2,3,4]。ミトコンドリアは、主にO 2 などの電子伝達系を介して、細胞内でROSを生成するための主要な場所です。 -・、 OHと 1 O 2 すべて好気性代謝の副産物です[5]。ほとんどの細胞では、酸素の90%以上がミトコンドリアで消費され、酸素の2%がミトコンドリア内膜とマトリックスで酸素フリーラジカルに変換されます[5、6]。 ROSは、組織の恒常性を維持し、シグナル伝達と分化を調節し、細胞の損傷と死を促進するという重要な機能を持っています。 ROSのレベルは、細胞の抗酸化防御システムによって制御されます[7,8,9,10]。

ROSは、体内の酸化ストレス中に生成される主要な分子であり、腫瘍の発生、発生、再発の重要な要因と見なされてきました[11]。 ROSには、酸素原子を含む不対電子を持つグループが含まれ、過剰なROSは、組織内のDNAやタンパク質などの生体高分子に損傷を与える可能性があります。 ROSの増加は突然変異率を増加させ、正常細胞から腫瘍細胞への形質転換を促進します。 ROSは、腫瘍形成と進行を促進する重要なシグナル分子の安定性を促進することもできます。つまり、ROSは腫瘍産生の要因であるだけでなく、腫瘍の悪化の要因でもあります。ただし、腫瘍細胞のROSの増加は細胞死を引き起こす可能性があり、腫瘍のさらなる成長を阻害する可能性があります。まとめると、ROSは腫瘍において多面的な役割を果たすことができます[12、13]。さまざまな成功を収めたROSを介したメカニズムには、有害な効果と有益な効果の両方が見られました[14、15、16]。過去数十年は、ROS関連のナノセラノスティックスの驚異的な成長を目の当たりにしてきました。これは、学際的な分野間の緊密なクロストークを示唆する将来のナノメディシンへの重要な方向性として浮上しています[17、18]。このためには、ROSの生成と除去の間のロジックを解読して、設計上の考慮事項に革命を起こすことが重要です。この進捗レポートでは、最初にROSの生物学的効果を提供します。次に、ROSに基づく抗腫瘍戦略について説明します。その中で、腫瘍の非常に効果的な治療ツールとしてROS毒性を使用するための最近の研究を強調しています(図1)。

毒性を治療に変える可能性の概略図

火との戦い

ROSは癌の発生と癌細胞の死に関連していると報告されています。 ROSの毒性を適切に制御できるようになると、ROS関連のナノメディシンを適用することは腫瘍治療への応用への有望なアプローチのようです[7、19、20]。第一に、ROSのメカニズム毒性に関する多数の研究は、毒性を治療効果に変換する方法を開発するための強力な基盤を提供してきました[5、6]。さらに、実用的な観点から、多くの科学者は、特定の部位でのROSレベルの正確な制御を可能にする、ナノメディシンの物理化学的特性を変更するための変更の実現可能性をすでに実証しています。したがって、ROS関連のナノメディシンは独立した治療ツールになる可能性が非常に高いです。実際、いくつかの概念実証研究は、すでにこの可能性に具体的に取り組んでいます。

ROSは、DNA変異とゲノム不安定性を誘発することにより、またはシグナル分子として腫瘍細胞の増殖、生存、転移を促進することにより、腫瘍の発生を促進しました。しかし、過剰なROSは細胞の酸化ストレスを増強し、DNA、タンパク質、または脂質の損傷を引き起こし、細胞のアポトーシスまたは壊死を引き起こします[21、22]。したがって、ナノメディシンを介して腫瘍細胞のROSを高めることは、臨床癌の治療に適用されてきました。次のセクションでは、癌治療における光力学的療法(PDT)、化学力学的療法(CDT)、放射線療法(RT)など、細胞内ROSレベルを高めるためのアプローチを調査し、克服するための新しい戦略の将来の開発を促進します。現在のROSベースのがん治療の限界。

光線力学療法

典型的なPDTシステムでは、光増感剤(PS)、光、および酸素がPDTの3つの重要なコンポーネントです。 PSは、特定の波長の光による励起の結果として、短寿命の一重項状態を介して基底状態から三重項励起状態に変換され、過剰な細胞毒性ROSを生成します。その後、ROSは最終的に標的病変の退行を誘発します。 [23、24、25]。図2は、PDTのメカニズムを示しています。タイプIのメカニズムでは、PSは細胞の微小環境で有機分子と直接反応し、水素原子または電子を獲得してラジカルを形成し、ROSの生成と高分子の分解を引き起こします。これは細胞毒性です。セルに[23]。タイプIIのメカニズムでは、三重項状態のPSは、放射線の基底状態への減衰が少ないか、そのエネルギーを分子状酸素に伝達することができます。これは、基底状態の三重項であるという点で独特であり、一重項などの細胞毒性ROSの形成につながります。酸素( 1 O 2 )。残念ながら、生体組織の光学的透明ウィンドウでの光吸収が弱いため、フォトフリンなどのほとんどの利用可能なPSは低い 1 を示します。 O 2 光線療法ウィンドウ内の光によって励起されたときの量子収率[26]。さらに、PDTの適用は、PSのバイオアベイラビリティが低いために制限されており、腫瘍内の低レベルの酸素はさらに減少する可能性があります 1 O 2 生産[27、28]。したがって、適切なPSの設計と活用は、PDTの開発を促進する上で重要な役割を果たします。従来のPSの制限のほとんどを克服できるPDTの有望な技術としてのナノマテリアル。このセクションでは、さまざまな種類のナノ材料を含む、細胞内ROSのレベルを高めてPDTを強化する最近の例をまとめています。

典型的な光線力学的反応の概略図[23]

独自のエネルギーバンド構造を持つ黒色のリンナノシート(BP NS)は、 1 を生成します。 O 2 660 nmの近赤外線(NIR)光照射下。したがって、PDT用の非常に効果的なPSとして開発できます。さらに、研究によると、BP NSは分解され、優れたバイオセーフティ性能を発揮する可能性があります[29](図3a)。張ら。 BP-PEI / AuNPsハイブリッドナノシートを設計しました。これは、2次元(2D)無機PSとして使用されるBP NSを、ポリエーテルイミド(PEI)を介して金ナノ粒子(AuNPs)とハイブリダイズさせました。 BP-PEI / AuNPsナノシートの大幅に改善されたPDT効果により、invitroおよびinvivoの両方で腫瘍増殖が効果的に抑制されました(図3b)[30]。ヤンら。成功裏に開発されたBP量子ドット(BPQD)は、PDTエージェントとして機能する可能性を調査しました。 BPQDは、生理学的培地で良好な安定性を示し、PEG結合後に観察可能な毒性はありませんでした。さらに、BPQDは効果的に 1 を生成できます。 O 2 光照射下。 invitroおよびinvivo研究の両方で、BPQDがPDTを介して優れた抗腫瘍効率を示すことが実証されました(図3c)[31]。 Guo etal。 BPNSに基づく新しいクラスのマルチモーダル治療システムを報告しました。モーダル薬剤としてDOXを使用すると、BPはDOXに対して非常に高い薬剤負荷容量を備えていました。近赤外光の下で、BPNSは効果的に 1 を生成できます。 O 2 NIR光照射下。 BP NSの固有の特性により、効率的なPDTエージェントとPTTエージェントの両方として同時に機能することができました(図3d)[32]。

a バルクB.P.の水の剥離の概略図極薄ナノシートに。 b BP-PEI / AuNPsの生体機能の準備と概略図。癌細胞では、局在表面プラズモン共鳴(LSPR)による強化されたPTT / PDTは、癌光線療法のための温熱療法と一重項酸素を同時に強化する可能性があります。 c BPQDの合成とPDTでのそれらの潜在的なアプリケーションの概略図。 d 癌の相乗的光線力学/光熱/化学療法のためのBPベースのドラッグデリバリーシステムの要約された一般的な見解[29,30,31,32]

金ベースのナノ粒子も、PDTでの応用のために広く研究されてきました[33]。ファンらは、ナノマテリアルを介したPDTの最初の文献例を示し、NIR光照射時に、Au NRがPDT効果を媒介して、追加の有機光増感剤がなくてもマウスの腫瘍を完全に破壊できることを示しました(図4a)[34]。 Chen etal。副作用が無視できる効率的な低線量X線誘発PDT(X-PDT)を実現するために、凝集誘発放出金クラストルミノゲン(AIE-Au)を設計しました。 X線誘起発光が共役光増感剤を励起し、PDT効果をもたらしました。 invitroおよびinvivo実験は、AIE-Auが効果的に 1 の生成を引き起こしたことを示しました O 2 X線の線量が桁違いに減少し、非常に効果的な癌治療が可能になります(図4b)[35]。江ら。効率的なinvivoPDT用のPSとしてジヒドロリポ酸でコーティングされたAuNC(AuNC @ DH​​LA)を開発しました。 1 とは対照的に O 2 (タイプII)ほとんどの従来のPSのメカニズム、AuNC @ DH​​LAの光化学的メカニズムには、タイプIプロセスが含まれていました。 PSとしてAuNC @ DH​​LAを使用すると、非常に効率的なin vivo PDTが実現されます(図4c)[36]。

a 低光度でAuNRによって発揮される光線熱および光線力学療法効果の概略的な動作メカニズム。 b 蛍光およびCTイメージングガイドX線誘導強化RTおよびPDTのR-AIE-Auの作業モデルの概略図。 c AuNC @ DH​​LAPDTのがん治療メカニズムの概略図。 AuNC @ DH​​LAは、カベオラを介したエンドサイトーシスを介して内在化され、ROSの生成がLMPにつながるリソソームに蓄積する可能性があります。その後の変化したMMP、ミトコンドリアの形態、および細胞骨格の破壊は、最終的に細胞死につながります。インビボPDTは、NIRfsレーザー照射で達成されました[34,35,36]

PDTは近年臨床的に適用されていますが、まだ一次治療にはなりません。これは、PDTの複雑な感光性に大きく依存します。これには、光、PS、および酸素(O 2 )、これはPDTの有効性を大幅に制限します。近年、PDTを介したROS生成の効率を向上させるために、光の透過深さを増すための光センサーとしての新しいナノ材料の使用や、ナノ薬物複合体の使用など、多くの方法が開発されています。 O 2 腫瘍組織を解決するための供給システム。ただし、保持時間とナノシステムによって提供される酸素の空間分布と、抗腫瘍効果を高めるためのナノシステムの有効性との関係については、さらに調査する必要があります。

化学力学的療法

ケモダイナミックセラピー(CDT)は、金属と過酸化物の間のフェントン/フェントンのような反応を使用して、反応性の高いヒドロキシルラジカル( )を生成する新しい癌治療法です。 OH)効率的な腫瘍細胞殺傷を達成するために[37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47]。現在、CDTを達成するための主な方法は、フェントン活性遷移金属イオンを送達することであり、それによって細胞内H 2 の変換をトリガーします。 O 2 へ DNAやタンパク質などのさまざまな生体分子の酸化を通じて酸化ストレスとそれに続く癌細胞死を誘発するOH [13、16、46、47、48、49、50、51、52、53]。フェントン反応は式として書かれています。 (1)および(2)[46]。

$$ {\ text {Fe}} ^ {{{2} +}} + {\ text {H}} _ {{2}} {\ text {O}} _ {{2}} \ to {\ text {Fe}} ^ {{{3} +}} + ^ {\ cdot} {\ text {OH}} + {\ text {OH}} ^ {-} $$(1)$$ {\ text {Fe }} ^ {{{3} +}} + {\ text {H}} _ {{2}} {\ text {O}} _ {{2}} \ to {\ text {Fe}} ^ {{ {2} +}} + ^ {\ cdot} {\ text {HO}} _ {{2}} + {\ text {H}} ^ {+} $$(2)

フェントン反応は、H 2 O 2 第一鉄イオンと反応して を生成します 強力な酸化特性を持つOH。 H 2 の内容から O 2 腫瘍では、正常組織よりも有意に高く、 の生成 フェントン反応に基づくOHは、選択的腫瘍治療を達成するためにROSを使用するための好ましい解決策です。腫瘍部位への鉄イオンの効果的かつ特異的な輸送は、研究のホットスポットになっています。腫瘍の弱酸微小環境特性の恩恵を受けて、酸に敏感な鉄ベースのナノ材料は、腫瘍部位での第一鉄イオンの選択的放出を達成でき、腫瘍の効率的かつ特異的な治療を達成することが期待されます。

この目的のために、Hou等。 Fe 5 によるROS生成に基づく切り替え可能なMRIガイド下癌治療薬を開発しました C 2 @Fe 3 O 4 NP。 Fe 5 C 2 @Fe 3 O 4 NPはpHに敏感で、酸性の腫瘍環境で鉄イオンを放出し、放出されたFe 2+ イオンはH 2 を不均衡にします O 2 それは腫瘍部位で過剰産生されて を生成します 効果的な腫瘍治療のためのOH(図5a)[54]。さらに、それらは高い磁気特性を持っており、磁気ターゲティングとT2強調MRIによって腫瘍の凝集を視覚化できるので有益です。効果的な腫瘍の向きとROSの生成は、invitroとinvivoの両方の実験で確認され、毒性が低く優れた治療効果を示しました。さらに、Fe 5 の溶解 C 2 @Fe 3 O 4 低pH領域のNPは、MRIのT2信号を減少させ、第一鉄イオンの放出はT1信号を上昇させ、MRIで監視された腫瘍治療を提供します。これらのFe 5 C 2 @Fe 3 O 4 NPは、外部エネルギー入力を必要としないフェントン反応の選択的触媒作用に基づく腫瘍退縮のための炭化鉄の適用の先駆的なパラダイムであり、効率的で特異的な腫瘍治療のための目に見える戦略を提供します(図5b)。別の例では、Shi etal。鉄含有金属有機フレームワーク[MOF(Fe)]ナノ触媒を、ペルオキシダーゼ模倣物として、高酸化性の生成を触媒するために使用することを検討しました 特に癌細胞内のOHラジカルは、クロロキンがリソソームを脱酸してオートファジーを阻害するために適用され、重度の酸化ストレス下での自己保護経路を遮断します(図5c)。癌細胞は、その成分を抽出して無毒化および強化することができず、最終的にナノ触媒療法中にROSによって誘発される酸化的損傷に屈します。 invitroとinvivoの両方の結果は、そのような併用治療アプローチが顕著な抗腫瘍効果をもたらすことを示しており、これは将来の治療レジメンの設計に役立つ可能性があります[55]。

a Fe 5 の図 C 2 @Fe 3 O 4 pH応答性Fe 2+ のNP リリース、ROS生成、T2 / T1信号変換。 b PEG / Fe 5 のpH依存MRIモデルスイッチング C 2 @Fe 3 O 4 ナノ粒子。 c 基礎となる材料化学と治療概念の概略図:MOF(Fe)は、癌細胞のフェントン様反応を触媒して、固有の無毒なH 2 を変換します。 O 2 酸化性の高い OHは、周囲のタンパク質と細胞小器官を攻撃して不活性化し、それらの異常な蓄積を引き起こします。 d 癌治療を改善するための合成手順と低酸素応答性銅金属有機フレームワークナノシステムの概略図[54、55、65]

鉄イオンまたは鉄ベースのNPによって媒介されるROSの生成とは別に、Mn 2+ などの他の金属イオン 、Cu 2+ 、Ag + およびPt 2+ 、および対応するNPも、フェントンのような活動を示します[56,57,58,59,60,61,62,63,64]。張ら。銅金属有機フレームワークナノ粒子(Cu-MOF NP)を報告しました。銅クラスターは、超音波増感剤であるクロリンe6(Ce6)をロードした有機リガンドによって架橋され、良好な腫瘍蓄積を示し、オンデマンドで多数のCu 2+ > 低酸素TMEに応答し、グルタチオン(GSH)が枯渇した化学力学的/ソノダイナミック療法(CDT / SDT)を達成するCe6(図5d)[65]。詳細には、大きなサイズのCu-MOF NPは、強化された透過性と保持効果(EPR)を介して腫瘍に効果的に蓄積され、低酸素TMEはCu-MOFNPの分解を引き起こしてCu 2+ > とCe6と深い腫瘍の浸透。遊離Cu 2+ 間の酸化還元 細胞内の高レベルGSHにより、GSHが枯渇し、Cu 2+ が減少します。 Cu + へ 。 Cu + 触媒フェントン様反応は、癌細胞に対して細胞毒性を示した弱酸性TMEにおいて高い触媒活性と特異性を示します。 GSHの枯渇とCe6を介したSDTは、治療効率をさらに高めました。インビボの結果は、Cu-MOFNPが高い特異性と最小限の侵襲性で癌を選択的かつ効果的に殺したことを示しました。

近年、CDTは腫瘍治療の分野で急速な進歩を遂げましたが、臨床的変革の過程にはまだいくつかの課題があります。たとえば、ナノ材料の大量反復可能な合成、ナノ材料のバイオセーフティ、ナノ材料の治療効果の評価基準、より深い生物学的原理などの一連の課題は、解決するために複数の分野の研究者の協調した努力を必要とします。

放射線療法

放射線療法(RT)は、がんの治療で最も広く使用されている方法の1つであり、がんの治療において非常に重要な役割を果たします[66]。 RTは、高強度の電離放射線を利用して、深さ制限なしで腫瘍の増殖を抑制します。その間、周囲の水の電離によって生成されるかなりの細胞毒性活性酸素種(ROS)を生成することにより、DNA二本鎖損傷を誘発できます[66,67 、68,69]。したがって、放射線治療中の電離放射線誘発細胞損傷を増強するには、DNAと反応して壊れた二本鎖DNAの再構築を大幅に抑制することによってDNA二本鎖損傷を誘発するために適切なROS生成が不可欠です[70]。 RTは主に電離放射線を使用して腫瘍組織を照射し、大量の細胞毒性活性酸素(ROS)を生成することによって癌細胞のDNAを破壊します[71]。イオン化は原子および分子の結合を切断する可能性があり、現在、DNA二本鎖切断が細胞死の主な原因であると考えられています。ただし、一部の種類の腫瘍または腫瘍内領域でさえ、治療中の低酸素症や腫瘍細胞の再増殖の加速などのメカニズムにより、RTの癌を殺す効果に対する感受性が低くなる可能性があります。 Liu etal。 PFCコアが大量の酸素(O 2 )を溶解できるPFC @ PLGA-RBCMNPを開発しました。 )および赤血球膜(RBCM)コーティングにより、これらのナノ粒子の血液循環を大幅に拡張できます。 PFC @ PLGA-RBCMNPはO 2 を効果的に提供できます 静脈内投与後の腫瘍への投与により、腫瘍の低酸素症が大幅に軽減され、RTの治療効果が大幅に向上しました(図6a)[72]。趙ら低酸素腫瘍におけるRTの放射線増感を強化するためにGdW10 @ CSNPを設計しました。 GdW10 @ CS NPは、同時にGdW10 @ CSを外部放射線増感剤として利用して、放射線量を蓄積し、細胞内GSHを除去してより効果的なROS生成を実現します。放射線治療の放射線増感効果を実現するために二本鎖DNA修復を阻害する内部刺激法としてのHIF-1αsiRNA。二本鎖DNA修復を阻害し、RTの放射線増感剤効果を達成するための内部刺激としてのHIF-1αsiRNA(図6b)[73]。

a RT治療のためのPFC @ PLGA-RBCMNPのメカニズム図。 b 低酸素腫瘍細胞に対するRTの効率的な放射線増感効果のためのGdW10 @ CSNPの概略図。 c ミトコンドリアを標的としたナノ増感剤TiO2(Gd)-ミトコンドリアのROS蓄積を誘発する放射線療法用のTPPNP。 d ビスマスおよびシスプラチンプロドラッグによるNP @ PVPの合成の概略図、およびX線照射下での化学放射線療法の有効性の向上のメカニズム

放射線治療における電離放射線によって誘発される細胞損傷を増強するためには、DNAと反応することによってDNA二本鎖損傷を誘発し、壊れた二本鎖DNAのリモデリングを大幅に阻害できる十分なROSを生成できることが不可欠です[74 、75,76]。最近の研究では、RT中に腫瘍細胞のROSレベルを上げると、RT効率が大幅に向上し、放射線療法の線量が減り、正常細胞の非選択的死滅と傍観者の臓器に対する深刻な全身性副作用が減ることが示されています。たとえば、Tang etal。ミトコンドリアターゲティング、TiO 2 と呼ばれるGdドープ二酸化チタンナノ増感剤を開発しました (Gd)-効果的なRTのためのTPPNP。ナノ増感剤はX線の光電断面積が大きいため、効果的にROSを生成できます。実験結果は、ミトコンドリアを標的としたナノ増感剤が治療用量を大幅に減らし、抗腫瘍効果を高めることができることを示しました。この戦略は、将来の臨床がん治療における腫瘍の放射線感受性を改善するための効果的かつ普遍的な方法を提供する可能性があります(図6c)[77]。 Zhan etal。硝酸ビスマスおよびシスプラチン前駆体、すなわち放射線増感剤用のナノ調整プラットフォーム(NP @ PVP)を構築しました。 NP @ PVPのビスマスは、ROSの生成を増加させ、腫瘍細胞でのX線照射後のDNA損傷を増強することにより、RTを感作することができます。 NP @ PVPは、シスプラチン(SERは1.78)と比較して、感作増強率が高く(SERは2.29)、腫瘍切除能力が優れていました(図6d)[78]。

その結果、多くの研究は、RT感作を達成するためのナノメディシン媒介ROS生成の戦略は、RTにおいて大きな抗癌の可能性を持ち、良好な臨床応用の見通しを持っていることを示しています。腫瘍分子生物学の発展に伴い、ナノ医療放射線療法感作の研究と理解は分子生物学と遺伝子レベルに深く入り込むべきであり、それから放射線療法感作のより本質的で普遍的な説明メカニズムが提案されるべきである。したがって、活性酸素種の生成を促進するナノマテリアルに基づく放射線感作のメカニズムに関する研究を強化する必要がある。これは、ナノ材料の放射線増感メカニズムを明らかにするだけでなく、生物学分野でのその応用の基礎を提供することができます。また、ナノメディシン、高エネルギー光線、および生体組織間の相互作用をさらに理解するのに役立ち、それによってナノメディシンの構造と性能が向上します。適用範囲の拡大、新しい適用分野の発見、毒性および副作用の低減などが重要な指針となります。

結論と展望

このレビューは、ROSによって引き起こされる毒性の治療効果を明らかにして解決することを目的としています。活性酸素種の役割の病原性因子から治療因子への移行を促進し、治療への転換を成功させるためには、その毒性の原理を考慮し、ROS関連のナノシステムを設計する必要があります。

ROSは生命の過程で重要な役割を果たしており、高レベルのROSは細胞の生体分子に酸化的損傷を引き起こし、細胞死を引き起こす可能性があります。その毒性を利用して、その作用機序に従って治療し、「同様の治療法」の効果を達成することができます。したがって、ROSベースの腫瘍治療戦略は大きな期待を示しています。近年、統合されたROS調節ナノ材料の開発に専念する多くの研究があり、レドックス変調療法の既存の問題を解決するために多くの戦略が開発されてきました。このミニレビューは、近年の腫瘍治療のためのさまざまなROS関連ナノシステムの開発と応用を要約し、ROS誘発毒性治療を含み、ROS関連ナノシステムの設計のためのいくつかの基本的かつ重要な原則を提案します。近年、ROS調節療法の開発は大きく進展していますが、ROS関連のナノシステムの設計はまだ始まったばかりであり、解決すべき課題はまだたくさんあります。 PDTは、光増感剤を使用してROSを生成し、光活性化下で腫瘍細胞を殺します。ただし、腫瘍の低酸素症と限られた光の侵入深さは、その発達を制限します。 PDTと比較すると、CDTは、生化学反応を使用してROSを生成し、どちらの分子酸素にも依存しない腫瘍細胞を殺す新しい治療戦略です(O 2 )または外部光源も、光線力学療法の主な欠点を回避するための化学力学療法を可能にします[79,80,81,82,83,84,85,86,87]。その大きな治療の可能性にもかかわらず、CDT技術はまだ揺籃期にあります。 RTは臨床的にさまざまな種類の癌の主な治療法であり、癌患者の最大50%がこの治療法を受けています。 RTはDNA二本鎖を破壊することで癌細胞を効果的に殺すことができますが、癌細胞におけるDNAの自己修復メカニズムはその治療効果を大きく制限します。さらに、RTに対する低酸素腫瘍の非感受性および治療線量での避けられない副作用もその有効性を制限します8。10一方、X線の非選択的吸収のために、正常組織も癌性組織のように損傷する可能性があります。そのため、RTによって引き起こされる大きな問題があり、多大な努力を払って克服する必要があります。高効率放射線増感剤はRTの有効性を向上させるための重要な要素であり、X線の吸収を高めて安全な線量以下の効果的な治療効果を達成するための新しい効果的な放射線増感剤を設計することは非常に重要です。

一般に、PDTまたはCDT、RT治療のみでは、特に転移性腫瘍の場合、腫瘍を完全に排除することはできません。複数の治療法との相乗効果があり、相乗的な治療効果が得られるインテリジェントなナノメディシンの開発が可能であり、ROSに対する理解の高まりとナノマテリアルの開発に基づいて、間違いなく新規の発見が続いています。有益であり、継続的に高度な治療法につながる可能性のあるROS関連のナノシステム。将来的にも、研究者は、腫瘍細胞死を誘発する可能性のある腫瘍細胞の酸化ストレスを選択的に増幅するために、インテリジェントなナノ活性酸素関連ナノ材料を開発し続ける必要があります。

データと資料の可用性

該当なし。

略語

ROS:

活性酸素種

1 O 2

一重項酸素

O 2 -:

スーパーオキシドアニオン

OH:

ヒドロキシルラジカル

H 2 O 2

過酸化水素

PDT:

光線力学療法

CDT:

化学力学的療法

RT:

放射線療法

PS:

光増感剤

O 2

酸素


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