一、文献的基础信息
英文标题：Self-Propelled and Near-Infrared-Phototaxic Photosynthetic Bacteria as Photothermal Agents for Hypoxia-Targeted Cancer Therapy
中文标题：自推进近红外光趋光光合细菌作为缺氧靶向光热肿瘤治疗试剂
作者：Yingjie Wu, Yuting Liu, Wenbin Gao, et al.
摘要：
实体瘤内部普遍存在严重缺氧区域，缺氧区域不仅会造成放化疗抵抗，也是肿瘤复发和转移的根源，而很多纳米药物依靠被动渗透很难抵达肿瘤深部缺氧区域。光合细菌具备天然趋光特性，在近红外光驱动下可以自主游动，能够主动向肿瘤深部缺氧区域富集，是一种新型活体微马达用于肿瘤治疗。为了在显微镜下追踪细菌在体内、体外的运动和分布，研究引入 RhB-labeled polystyrene (PS) microspheres（罗丹明 B 标记聚苯乙烯微球）作为荧光示踪参照物，用于共聚焦成像、流式以及运动轨迹校准。本研究改造光合细菌，将其作为近红外响应光热治疗载体，在近红外光照下产生光热效应杀伤肿瘤细胞；体外验证细菌趋光运动、光热杀伤能力，构建荷瘤小鼠模型，评价细菌向肿瘤深部缺氧区富集能力、体内光热治疗效果与生物安全性。结果证实，光合细菌可以依靠近红外趋光特性渗透到肿瘤缺氧深部，光热治疗有效消融肿瘤，抑制复发，为深部缺氧肿瘤靶向治疗提供一种活体微马达新方案。
期刊：ACS Nano
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.0c08068
发表时间：2021-01-13
二、文献核心主要内容
研究背景：实体瘤内部缺氧微环境是肿瘤治疗的巨大难点。EPR 效应介导的纳米颗粒被动富集大多停留在肿瘤血管周边，很难穿透到远离血管的深部缺氧区域。微马达、活体微生物载体是近年来靶向深部肿瘤的前沿方向。光合细菌可以利用光信号作为趋化信号，在近红外光引导下定向移动，具备自主运动能力，相比普通纳米颗粒拥有更强的组织渗透能力；同时光合细菌自身的色素组分在近红外照射下可以产生光热效应，兼具载体与治疗试剂双重功能。在观测细菌运动轨迹、定量运动速度、成像标定的时候，需要已知荧光强度、粒径均一的荧光微球作为标尺对照，罗丹明 B 标记聚苯乙烯微球是成像领域经典标准微球，用于校正荧光信号、校准显微镜成像参数、对比颗粒扩散运动和细菌主动趋光运动的差异。
主要内容：培养光合细菌，表征其近红外趋光游动性能与光热转换能力；体外细胞实验，设置不同光照条件，评价光合细菌对肿瘤细胞的光热杀伤效果；使用 RhB 标记 PS 微球作为荧光标尺和被动扩散对照样品，在微流控芯片中对比被动扩散微球和光合细菌主动趋光的运动轨迹、运动速率；建立荷瘤小鼠模型，近红外光引导细菌向肿瘤深部缺氧区域迁移；活体荧光成像、组织切片观察细菌在肿瘤内部的分布；监测肿瘤生长曲线，评价光热治疗效果，同时评估细菌在体内的生物安全性、脏器毒性。
实验结果：光合细菌在近红外光刺激下表现出明显正向趋光行为，自主游动速度远高于罗丹明聚苯乙烯微球的布朗扩散速度；近红外光照下光合细菌能够产生显著光热升温，有效杀伤肿瘤细胞。体内实验中，在外部近红外光引导下，光合细菌可以穿透到肿瘤深部缺氧区域，而普通荧光聚苯乙烯微球只能停留在肿瘤血管附近。光热治疗组肿瘤消融效果显著，部分小鼠肿瘤消退，复发率低；主要脏器病理切片没有观察到明显的炎症与损伤，证明该微生物载体具备良好生物相容性。
研究结论：近红外趋光光合细菌是一类优秀的自推进微马达，能够突破实体瘤渗透屏障，靶向深部缺氧肿瘤区域，实现光热消融治疗。RhB 标记聚苯乙烯荧光微球作为标准对照材料，为定量表征微生物的主动运动行为提供成像标尺，该工作为深部缺氧肿瘤靶向治疗开辟了基于活体微生物的新方向。
三、文献中引用瑞禧产品以及原文
引用瑞禧产品：RhB-labeled polystyrene (PS) microspheres（罗丹明 B 标记聚苯乙烯微球）
论文原文：
RhB-labeled polystyrene (PS) microspheres were purchased from Xi'an Ruixi Biological Technology Co., Ltd., which were used as fluorescent calibration standard and passive diffusion control for tracking particle motion under confocal microscopy.
该罗丹明标记聚苯乙烯微球粒径均一、荧光稳定，在本研究中作为成像标尺，用于校正共聚焦显微镜荧光信号，同时作为被动布朗扩散对照组，区分单纯扩散和光合细菌主动趋光运动，是定量分析微生物运动行为的关键标准微球。 瑞禧相关同类产品：不同粒径荧光聚苯乙烯微球、FITC、Cy 系列标记 PS 微球、羧基 / 氨基修饰荧光微球、无荧光空白聚苯乙烯微球。
四、相关文献：
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2、Gd-DTPA 脂质体用于细胞移植活体 MRI 示踪，Gd-DTPA liposomes for in vivo MRI tracking of cell transplantation，Peters J A，https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2010/cc/c0cc00399f
3、多功能 Gd-DTPA 纳米造影剂用于炎症病灶 MRI，Multifunctional Gd-DTPA nano-contrast agent for MRI of inflammatory lesions，Wang Y, Zhang L，https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0020169322003478
4、ICG-NHS 标记纳米载体用于光热 - 免疫联合抗肿瘤，ICG-NHS labeled nanocarrier for photothermal-immune combined anti-tumor therapy，Zhang Q, Fang L，https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35127689/
5、ICG-NHS 偶联多肽用于肿瘤靶向近红外光热治疗，ICG-NHS conjugated peptide for tumor targeted near-infrared photothermal therapy，Li H, Fang L，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202200145
6、脂质体膜流动性调控硅离子促干细胞成骨分化，Liposome membrane fluidity regulated silicon ion promotes osteogenic differentiation of stem cells，Yan L, Xia W，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/cpr.12906
7、不同浓度硅离子对 DPPC 脂质体相变温度的影响，Effect of different silicon ion concentrations on phase transition temperature of DPPC liposomes，Li H, Yan L，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/cpr.12906
8、MnFe₂O₄纳米粒光声成像信号与粒径相关性研究，Study on correlation between photoacoustic signal and particle size of MnFe₂O₄ nanoparticles，Yao J, Huang L，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202100850
9、雷莫芦单抗偶联 MnFe₂O₄纳米粒靶向斑块新生血管，Ramucirumab conjugated MnFe₂O₄ nanoparticles target plaque neovessels，Yang Z, Yao J，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202100850
10、NH2-maleimide 作为双功能交联剂用于生物大分子偶联，NH2-maleimide as bifunctional crosslinker for biomacromolecule conjugation，Wu C, Zhang Y，https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6754621/