1 南京医科大学，附属江宁医院呼吸与危重症医学科，南京 211100
2 生物医学工程与信息学院，南京 211100
3 附属江宁医院中心实验室, 南京 211100
肿瘤微环境呈现出一个错综复杂的生态系统, 包括肿瘤细胞、非癌细胞、细胞外基质以及微生物群落等多种要素。微生物在肿瘤内广泛分布, 其在空间分布上呈现出显著的特异性。这些微生物的组成成分与功能状态在肿瘤的发生和进展中发挥着至关重要的作用。本文深入阐明了肿瘤微环境内微生物菌群的特征, 并探索其对肿瘤发生发展的影响机制, 以期为肿瘤的诊断和治疗提供全新的策略和视角。
肿瘤 肿瘤微环境 微生物 微生物群落 肿瘤诊疗 tumor tumor microenvironment microbe microbial community oncology treatment
1 华南师范大学生物光子学研究院激光生命科学教育部重点实验室，广东 广州 510631
2 华南师范大学生物光子学研究院广东省激光生命科学重点实验室，广东 广州 510631
3 南方医科大学附属广东省医学科学院广东省人民医院医学研究部，广东 广州 510080
建立了小鼠原位肝癌模型，利用活体荧光成像系统激发的荧光信号对肿瘤进行了定位，通过光声显微成像系统观察了正常肝小叶、肿瘤中心和癌旁的微血管结构特征和血氧功能。结果表明，正常的血管分布均匀、分化良好，而肿瘤的血管分布不均匀且混乱，分支直径增加，更适合低氧环境。光声技术在研究肝细胞癌方面展现出巨大的潜力，可以为肿瘤抗血管生成治疗和诸多肝脏相关疾病的诊断提供更深入的见解。
医用光学 光声成像 肝细胞癌 肿瘤微环境 血氧饱和度 抗血管生成治疗 中国激光
2023, 50(15): 1507105
1 南京工业大学先进材料研究院，江苏 南京 211816
2 江苏师范大学化学与材料科学学院，江苏 徐州 221116
谷胱甘肽（GSH）在多种肿瘤细胞中过表达，是肿瘤微环境的重要特征之一，以GSH作为触发因子可以实现肿瘤的精准治疗。GSH是一种内源性抗氧化剂，其分子结构中的巯基官能团能够快速消耗肿瘤细胞内的活性氧物种（ROS），降低光动力治疗（PDT）的效果；相反，GSH的消耗也可以增强PDT。因此，以GSH作为生物靶标及触发因子设计GSH响应型光敏剂有望实现高效精准的肿瘤PDT。本文首先对GSH在生物体内的作用进行了简单介绍，进而对GSH激活型和GSH消耗型光敏剂的响应机制与响应型PDT进行了详细阐述，最后对GSH响应型光敏剂在肿瘤光动力治疗中面临的挑战以及未来的发展方向进行了讨论。
医用光学 谷胱甘肽 肿瘤微环境 光动力治疗 光敏剂 光治疗
1 福建技术师范学院电子与机械工程学院，福建 福清350300
2 福建师范大学光电与信息工程学院医学光电科学与技术教育部重点实验室，福建省光子技术重点实验室，福建 福州 350007
长期以来，乳腺癌的发病率占据全球女性恶性肿瘤发病率的首位。国际癌症研究机构最新发布的2020年全球癌症负担数据显示，乳腺癌在全球发病数超过了肺癌，成为全球第一大癌。多光子显微技术（MPM）是基于激光与生物组织相互作用发生的多光子激发荧光和谐波等非线性光学效应的一种先进医学成像技术。多光子显微技术不但在成像分辨率上具有与组织病理学分辨率相当的优势，而且具有无标记、免切片、光学层析成像、反映细胞的功能代谢信息、三维靶向消融能力、较低的光漂白与光损伤、高成像对比度等优势。因此，多光子显微技术在医学病理诊断，特别是肿瘤病理诊断临床转化的基础研究和应用研究领域一直受到广泛的关注。详细阐述了多光子显微技术在乳腺肿瘤微环境预后预测研究中的应用进展，并展望了其未来发展前景。
激光与光电子学进展
2022, 59(6): 0617013
金属有机框架因具有多孔结构、高比表面积、丰富的官能团和金属活性位点以及良好的生物相容性和降解性而被广泛应用于生物医学领域。本研究提出以卟啉基金属有机框架纳米颗粒(PCN-224)为载体负载高化学价态的高铁酸钾氧化剂(K2FeO4, Fe(VI)), 经牛血清蛋白(BSA)包覆表面制备多功能复合纳米颗粒(Fe(VI)@PCN@BSA), 用于肿瘤光-化学动力学联合治疗。实验结果表明, PCN-224纳米颗粒粒径约为90 nm, 而Fe(VI)@PCN@BSA纳米颗粒粒径约为100 nm。Fe(VI)@PCN@BSA纳米颗粒在模拟肿瘤微环境条件下能够催化H2O2反应, 产生有细胞毒性的?OH而实现化学动力学效应, 同时也能够氧化分解部分H2O2产生O2, 在660 nm激光照射下提高单线态氧(1O2)产生量, 增强光动力学效应。进一步细胞实验证实Fe(VI)@PCN@BSA纳米颗粒具有较好的生物相容性, 能够获得增强的光-化学动力学联合治疗肿瘤效果。因此, Fe(VI)@PCN@BSA纳米颗粒在肿瘤治疗方面具有潜在的应用前景。
金属有机框架 高铁酸钾 肿瘤微环境 联合治疗 metal-organic framework potassium ferrate tumor microenvironment combination therapy
为观察肝癌细胞(HepG2)条件培养基对人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)形貌和超微结构的影响, 建立HepG2细胞条件培养基(HepG2-CM)与HUVEC细胞共培养体系。通过倒置显微镜观察HUVEC细胞形态的变化, 通过扫描电镜(SEM)检测HUVEC细胞超微结构的变化, 通过原子力显微镜(AFM)分析细胞膜表面粗糙度的变化。对照组细胞之间紧密依靠, 细胞膜边缘平整, 细胞黏附排列致密; HepG2-CM组细胞之间连接疏散, 细胞膜边缘模糊, 细胞黏附减弱, 两组细胞膜表面高低差(Rp-v)为(454.83±29.99)nm和(501.28±11.78)nm, P=0.028; 均方根粗糙度(Rq)为(32.84±4.70)nm和(45.03±3.84)nm, P=0.007; 平均粗糙度(Ra)为(25.06±4.09)nm和(34.39±3.58)nm, P=0.014; 平均高度(Meant Ht)为(204.03±11.65)nm和(301.48±12.80)nm, P=0; 中位数高度(Median Ht)为(206.55±7.46)nm和(313.25±5.89)nm, P=0。结果表明, HepG2-CM能诱导HUVEC细胞黏附减弱, 细胞之间连接疏散, “伪足”样突起形成, 细胞膜表面粗糙度增加。该研究有助于我们进一步理解肿瘤微环境中血管内皮细胞生物学行为, 为抗肿瘤血管生成的研究提供思路。
肝癌细胞 肿瘤条件培养基 血管内皮细胞 超微结构 肿瘤微环境 hepatoma carcinoma cell tumor conditioned media vascular endothelial cells ultrastructure tumor microenvironment
1 中国科学院理化技术研究所 光化学转换与功能材料重点实验室， 北京 100190
2 中国科学院大学 未来技术学院, 北京 100049
碳点作为一种新型碳纳米材料，具有优异的光学特性、良好的生物相容性以及催化活性，在生物医学、能源、环境等领域展现出巨大的应用潜力。红光/近红外光响应碳点具有组织穿透深度大、生物体自发光干扰较小、对组织损伤小等优点，在生物医学研究领域倍受关注。本文首先介绍了影响碳点吸收/发光的因素，随后评述了近几年红光/近红外光响应碳点在肿瘤治疗中的新进展，主要包括光动力治疗、光热治疗、光动力/光热协同治疗等。同时，针对肿瘤微环境的特点，介绍了微环境响应型碳点及其在肿瘤治疗中的应用研究进展。最后，对碳点在肿瘤治疗领域存在的挑战进行了展望。
碳点 光动力治疗 光热治疗 肿瘤微环境 carbon dots photodynamic therapy photothermal therapy tumor microenvironment
1 福建医科大学孟超肝胆医院, 福建 福州 350025
2 福建医科大学, 福建 福州350025
3 福建省肝病科学研究中心, 福建 福州350025
4 福建医科大学附属第一医院, 福建 福州 350005
光动力治疗是基于微创的新型肿瘤治疗方法，利用光敏剂吸收外源可见-近红外光光能促使光敏剂与分子氧反应，产生高活性光化学产物——活性氧物质，诱导肿瘤细胞凋亡或坏死，具有低免疫原性、低成本、高选择性等特点，已成为癌症治疗基础研究与临床转化的新热点。然而，实体肿瘤内微环境因子导致的光动力治疗效果下降及肿瘤细胞耐受等问题，阻碍了光动力治疗的发展与临床医学应用。随着纳米技术与生物医学工程等交叉领域的快速发展，以及对肿瘤微环境的深入研究，利用肿瘤微环境因子设计的智能响应性纳米载体用于癌症的诊断与协同治疗近年来受到广泛关注。基于此，综述了肿瘤环境响应的智能化纳米载体系统在肿瘤光动力治疗中的最新研究进展，为肿瘤的光动力治疗提供参考与新的研究思路。
生物光学 肿瘤微环境 刺激因子 光动力治疗 智能化纳米载体
