主要研究内容为利用声动力疗法抑制肿瘤血管的生成

国内在抗肿瘤血管生成的声动力疗法中取得了一些进展：中国科学院上海微系统与信息技术研究所丁古巧团队与其他团队合作的相关研究，首次证实了 N 掺杂石墨烯量子点（N-GQDs）的优异声敏活性。N-GQDs 在超声辐照下的活性氧生成效率为传统声敏剂的 3 至 5 倍，其声化学机制首次明确，即 N-GQDs 中的吡咯 N 和吡啶 N 是声化学过程的反应位点。并且，N-GQDs 进行肿瘤靶向修饰后（FA-N-GQDs）仍具有优异的声敏活性。进一步的组学结果表明，超声下 FA-N-GQDs 产生的大量 ROS 可使高 p53 蛋白表达的肿瘤细胞中氧化应激反应通过 PEX 通路被激活，进而促使肿瘤细胞凋亡。细胞实验表明，FA-N-GQDs 参与下的 SDT 过程对各肿瘤细胞的杀灭效率均大于 95%。小鼠皮下瘤模型治疗结果显示，经由靶向修饰的 FA-N-GQDs 可快速稳定地富集于肿瘤组织，在 14 天内进行两次超声辐照后，瘤体减小 95% 以上。此研究表明 N-GQDs 因吡咯氮和吡啶氮具有卓越的声动力治疗（SDT）效率，FA-N-GQDs 作为肿瘤靶向声敏剂具有高标记率和高 ROS 生成效率，为基于碳纳米结构的 SDT 机制提供了更深入理解，为高效癌症治疗提供了新途径。

国外同类研究工作现状

美国哈佛医学院研究人员于 2023 年 11 月 1 日在《Nature Communications》上发文称，他们提出了一种使用变性和穿透策略的创新方法，利用窄带隙的 SNSNPs 作为纳米声敏剂，其可在超声激活下高效产生活性氧，并在近红外照射下原位变性肿瘤胶原蛋白，促进深入穿透到肿瘤组织中。该方法显著增强了声动力治疗效果并提高了抗肿瘤免疫性，在恶性三阴性乳腺癌（4T1）和肝细胞癌的小鼠模型中，结合强大的声动力治疗和增强的细胞毒性 T 淋巴细胞浸润，实现了显著的抗肿瘤疗效。

2022 年，新型声动力疗法 CV-01 获得美国食品和药物管理局（FDA）的孤儿药称号和快速通道指定，用于治疗复发性胶质母细胞瘤患者。CV-01 通过用无毒的增敏化学剂对目标组织进行增敏，然后将增敏组织暴露在相对低强度的超声波下，提供了以定向方式非侵入性地消除实体肿瘤的可能性。在 1 期临床试验中，研究人员评估了 5 - 氨基乙酰丙酸（5-ALA）与 CV01 超声传输相结合对复发性高等级胶质瘤患者的安全性和耐受性等。

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1、利用声动力疗法抑制肿瘤细胞血管的生成

2、探索肿瘤细胞血管生成机制及其凋亡途径

3、开发高效且具有良好生物安全性的声敏剂

(1) 癌症治疗困境与挑战

癌症是全球重大健康问题，传统治疗方法如手术、化疗和放疗存在一定局限性。手术可能无法完全切除微小转移灶；化疗和放疗缺乏特异性，会对正常组织产生严重副作用。例如，化疗药物在杀伤肿瘤细胞的同时，也会损害骨髓、胃肠道等正常组织细胞，导致患者出现脱发、恶心、免疫力下降等不良反应。因此，迫切需要开发更有效、更具特异性的癌症治疗策略。

肿瘤血管生成在肿瘤生长、侵袭和转移过程中起着关键作用。肿瘤细胞通过分泌血管内皮生长因子（VEGF）等促血管生成因子，诱导新血管生成，为肿瘤提供营养物质和氧气，促进肿瘤细胞增殖和扩散。抑制肿瘤血管生成可以切断肿瘤的营养供应，从而抑制肿瘤生长和转移，成为癌症治疗的一个重要靶点。

(2) 声动力疗法优势

独特治疗机制：声动力疗法（SDT）结合了超声的组织穿透能力和特定声敏剂的作用。超声能够穿透深层组织，聚焦于肿瘤部位，在不损伤周围正常组织的前提下，激活声敏剂产生具有细胞毒性的活性氧（ROS），如单线态氧（）、羟基自由基（?OH）等，从而杀伤肿瘤细胞。与传统光动力疗法相比，SDT 不受组织穿透深度的限制（光动力疗法的穿透深度一般为 1 - 3cm，而超声在 SDT 中的穿透深度可达数厘米甚至更深），能更有效地作用于深部肿瘤组织。

安全性与微创性：SDT 使用的超声能量相对较低，对正常组织的热损伤和机械损伤较小，具有较高的安全性。同时，声敏剂本身在非激活状态下毒性较低，减少了对患者全身的毒副作用。与手术、放疗等侵入性治疗方法相比，SDT 属于微创治疗，患者术后恢复快，能提高患者的生活质量，尤其适用于一些无法耐受手术或对放疗、化疗不敏感的患者。

预期以斑马鱼为模型研究肿瘤血管的生成机制，其中声化学过程在肿瘤损伤中起着至关重要的作用，选择并利用合适的声敏剂通过空化或超声激活下的空化以激发声化学过程，进而抑制肿瘤细胞血管的生成，对肿瘤细胞造成不可逆的损伤。

项目初期1-2个月：查阅资料、自主设计寻找合适的声敏剂以抑制肿瘤血管生成的方案

项目开展中期6-7个月：利用斑马鱼模型探索肿瘤细胞血管的生成机制，并利用斑马鱼肿瘤模型进行声动力疗法的研究，寻找合适的声敏剂以达到抑制肿瘤细胞血管生成的最佳效果，记录实验数据并进行分析，选出最佳的声敏剂。

项目末期3-4个月:对实验过程及实验数据进行分析总结，填写结题表，撰写研究论文和总结报告，参加结题答辩