靶向白蛋白纳米球装载MoSe₂量子点：生物相容双模光热放疗协同剂

摘要

将光热和放疗功能整合至单一肿瘤特异性纳米平台是癌症治疗新兴策略。我们通过将超细钼硒化物（MoSe₂）量子点（NDs）组装到牛血清白蛋白（BSA）纳米球（NSs）上，并经聚乙二醇（PEG）连接器偶联叶酸（FA），构建了双模制剂。所得FA-MoSe₂@BSA NSs展现稳健近红外（NIR）吸收和X射线衰减，实现高效光热加热和放射增敏。体内外研究证实靶向肿瘤摄取、优异生物相容性，以及NIR与X射线联合照射下肿瘤活力的协同降低。这些发现凸显FA-MoSe₂@BSA NSs作为临床光热-放疗（PTT-RT）有前景的多功能平台。

背景

乳腺癌仍是全球主要发病原因之一，转移率和复发率高。传统疗法——手术、化疗、放疗（RT）——常损伤健康组织且疗效有限，尤其在缺氧肿瘤微环境中。近年光热治疗（PTT）进展展示微创和高空间特异性，但单独PTT常难根除深部或难及肿瘤。值得注意的是，NIR诱导高温可改善肿瘤供氧，使癌细胞对RT更敏感。因此，联合PTT-RT提供最大化疗效同时减轻附带损伤的有力路径。

二维过渡金属硫族化物（TMDs），包括MoS₂、WS₂、ReS₂，因独特电子性质成为强NIR吸收体和放射增敏剂。钼硒化物（MoSe₂）特别展现强光热转化和高X射线衰减，成为双模治疗诱人候选。然而MoSe₂ NDs在生理条件下固有不稳定限制临床转化。蛋白基质如BSA封装可稳定这些量子点并赋予生物相容性，而FA偶联通过叶酸受体在许多癌细胞高表达实现肿瘤靶向。

方法

材料

FA-PEG₅₀₀₀-NHS和CH₃-PEG₅₀₀₀-NHS（上海庞泽生物）用于FA连接。块体MoSe₂（Sigma-Aldrich）、BSA（≥98%纯度）、标准细胞培养试剂（Corning）全程使用。

FA-MoSe₂@BSA NSs制备

块体MoSe₂（50 mg）分散于25 mL蒸馏水，超声（950 W，25 kHz）12 h（2 s开/3 s关）得超细NDs。离心（6000 rpm，25 min；继12000 rpm，30 min）收集上清含MoSe₂ NDs。加入25 mg BSA，pH 7.4、25 ℃搅拌6 h形成复溶体，0.5%戊二醛（250 µL）交联。透析（1天）除去多余交联剂，得MoSe₂@BSA NSs。FA偶联：8 mg FA-PEG₅₀₀₀-NHS与NSs混合搅拌2 h；平行批次用CH₃-PEG₅₀₀₀-NHS（8 mg）作非靶向对照。透析纯化，UV-Vis光谱（280 nm）定量FA负载，包封效率10.5±0.11%。

表征

透射电镜（TEM）和扫描电镜（SEM）确证超小ND核心（≈3.8 nm）和球形NS形貌（≈140 nm）。动态光散射（DLS）显示水、PBS、培养基中水动力学尺寸稳定。UV-Vis光谱显示MoSe₂ NDs和FA-MoSe₂@BSA NSs均具强NIR吸收。X射线衍射（XRD）显示特征(002)峰，指示少层MoSe₂结构。傅里叶变换红外（FTIR）确证FA与BSA形成酰胺键。光热稳定性经三次激光循环（808 nm，1 W cm⁻²）评估，温升无损失。计算机断层成像（CT）显示浓度依赖Hounsfield单位（HU）值，确证X射线衰减能力。

细胞摄取与生物相容性

FITC标记和共聚焦显微镜显示FA偶联NSs在4T1细胞摄取增强；过量游离FA阻断降低摄取，确证叶酸介导内吞。电感耦合等离子体-原子发射光谱（ICP-AES）定量Mo含量，佐证共聚焦结果。溶血实验（0–400 µg mL⁻¹）溶血率<5%，CCK-8活力实验（0.01–0.4 mg mL⁻¹）显示24 h后细胞存活>90%，证实低细胞毒性。

体外光热放疗

808 nm照射（1 W cm⁻²，5 min）下，FA-MoSe₂@BSA NSs（200 µg mL⁻¹）使局部温升~41 ℃，PBS仅~1.5 ℃。联合X射线剂量（0–5 Gy），FA偶联NSs显著降低4T1活力，5 Gy配合1 W cm⁻² NIR达92.8%细胞死亡，超越非靶向NSs或单一模式。

体内生物分布与光热效应

4T1荷瘤BALB/c裸鼠荧光和ICP-AES成像显示FA-MoSe₂@BSA NSs肿瘤富集峰值在注射后24 h（10 mg kg⁻¹）。血液半衰期分布期0.91 h、消除期16.96 h。24 h时NIR照射（808 nm，1 W cm⁻²，5 min）诱导肿瘤温升~22 ℃，确证体内光热性能。

体内光热放疗

六组研究（PBS、NIR、RT、MoSe₂@BSA+NIR+RT、FA-MoSe₂@BSA+NIR、FA-MoSe₂@BSA+NIR+RT）中，FA偶联双模组30天内实现最显著肿瘤抑制（体积缩减≥80%），无显著体重下降或器官毒性（H&E和全血计数正常范围）。

结论

我们成功制备FA偶联MoSe₂量子点封装于BSA纳米球，实现稳定、肿瘤靶向、生物相容的双模制剂。其强NIR吸收和X射线衰减实现协同光热和放射增敏效应，体内外产生优异肿瘤消融且系统毒性极低。这些多功能纳米球为未来临床转化联合光热-放疗提供了极具吸引力的平台。

缩略语

BSA

牛血清白蛋白

FA

叶酸

MoSe₂

钼硒化物

NDs

量子点

NIR

近红外

NSs

纳米球

PEG

聚乙二醇

PTT

光热治疗

RT

放疗