放射治療（Radiation Therapy, RT）目前已經成為臨床上治療癌癥最常用的方法之一。據統計，近60%的腫瘤病人需要接受放射治療。放療主要利用穿透能力強的高能電離輻射直接離子化DNA分子或間接地與水作用產生大量具有細胞毒性的活性氧物質（Reactive Oxygen Species，ROS）來誘導DNA雙鏈產生損傷，從而起到抑制腫瘤細胞增殖的作用。然而，在細胞內存在大量的谷胱甘肽（GSH），顯著降低了ROS的生成，因此削弱了放射治療的效果；另外，腫瘤組織存在10-50%的乏氧細胞，研究表明這部分乏氧腫瘤細胞對射線不敏感、易對放射線產生抵抗而不能有效地根除，從而造成腫瘤的轉移和復發，最終導致放療失敗。近年來，多功能納米放療增敏劑因具有優異的物理化學性能，為提高乏氧腫瘤細胞的放療敏感性、增強放療療效提供了重要機遇。
近日，中國科學院高能物理研究所、中國科學院納米生物效應與安全性重點實驗室的雍媛博士和中國科學院大學材料科學與光電技術學院張春芳博士等人在前期工作的基礎上（點擊閱讀詳細），通過靜電相互作用將小干擾RNA（HIF-1α siRNA）和多鎢酸釓納米團簇負載到可生物降解的殼聚糖（Chitosan）納米顆粒上，成功制備了多功能有機-無機雜化納米粒子（GdW10@CS），同時利用內外放射增敏策略，最終實現了乏氧腫瘤的良好治療效果。由于GdW10@CS納米球中含有的高原子系數金屬元素（Gd和W）具有較強的X射線衰減能力，在外部X射線的作用下可以產生大量具有殺傷作用的活性氧物質；他們同時發現，GdW10還可以通過W6+與谷胱甘肽（GSH）發生氧化還原反應，降低細胞內GSH的水平，從而有利于細胞內ROS的大量積累；表面負載的HIF-1α siRNA可以下調HIF-1α的表達，阻止處于亞損傷狀態DNA的自我修復，提高對乏氧細胞的殺傷力。由此可見，GdW10@CS納米球可以同時通過外部敏化方式和內部敏化方式共同達到放射增敏的作用。值得注意的是，在這種復合納米增敏劑中，殼聚糖可以生物降解，具有超小尺寸的GdW10納米團簇可通過腎清除途徑迅速排出體外，因此避免了GdW10@CS納米球可能在體內長期蓄積帶來的毒副作用，為臨床應用提供了便利。此外，GdW10@CS納米球可用作核磁共振（MRI）和計算機斷層（CT）成像造影劑，為納米醫學實現精準診斷與癌癥治療相結合的診療一體化及綜合治療提供了可能。
這一成果發表在ACS Nano 上，中國科學院高能物理研究所的趙宇亮研究員、谷戰軍研究員和中國科學院過程工程研究所的張光晉研究員、中國科學院大學材料科學與光電技術學院的劉向峰教授為該論文的共同通訊作者。
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