放射医学与辐射防护国重室放射生物学研究中心周光明教授课题组与中山大学潘越教授课题组合作，在重离子放疗特异性基因疗法研究中取得新进展，相关成果以“Photoacoustic and magnetic resonance imaging-based gene and photothermal therapy using mesoporous nanoagents” 为题发表在Bioactive Materials杂志。论文链接：https://authors.elsevier.com/sd/article/S2452-199X(21)00358-3。

肺癌是目前世界范围内死亡率和发病率较高的癌症之一，严重威胁人类健康。放疗作为肿瘤的三大疗法之一，在肺癌的治疗中扮演着重要角色，然而，传统放疗所使用的光子射线不仅对乏氧肿瘤治疗效果较差，而且具有对肿瘤周围正常组织损伤较大、放疗后肿瘤易复发和转移等缺点。重离子的应用大大改善了这一现状，具有相对生物学效应高、氧增比低、束流易于控制从而毒副作用小等特点，因此被誉为21世纪最优良的放疗射线。周光明教授课题组之前研究发现，LNC CRYBG3是一种在肺癌细胞中特异性响应重离子辐照的长链非编码RNA，机制研究发现其能够通过与G-actin互作导致肌动蛋白细胞骨架解聚、细胞凋亡以及肿瘤抑制，因此，在重离子治疗设施有限、治疗费用高昂的今天，能否将LNC CRYBG3应用于模拟重离子放疗效果的基因疗法是一个值得探索的课题。纳米制剂是一种广泛用于生物研究以输送药物的纳米材料，多孔氧化铁纳米剂（PIONs）作为其中之一，因其特殊的磁性和光热特性而被用作基因疗法的优良载体。那么，PIONs作为重离子放疗特异性基因疗法递送载体将结合PIONs优良的光热性能和重离子放疗特异性基因的高杀伤效果，从而克服传统基因疗法低杀伤力的缺点。

利用 PIONs 将表达LNC CRYBG3的质粒递送至 A549 细胞并给予NIR激光照射以促其释放。在联合治疗中，一方面，光热转换过程中产生的热量可以通过将组织局部加热到42℃以上来无创消融肿瘤组织；另一方面，近红外激光照射PIONs后通过光热转换产生的热量可以促使LNC CRYBG3过表达质粒释放到肿瘤组织中，后者通过降解肌动蛋白细胞骨架、阻碍胞质分离而引起细胞凋亡。PIONs介导的光热消融的和LNC CRYBG3介导的细胞毒性共同发挥作用，展现出协同的肿瘤抑制作用。该论文首次探讨了PTT与重离子放疗特异性基因疗法结合的可能性，对粒子放疗领域与生物材料领域的结合具有重要推动作用。

图1. PIONs介导光热治疗协同基因治疗的机制图

18新利体育 为该论文第一单位和通讯单位，放射生物学中心博士生黄皓和中山大学博士生袁国涛为该文共同第一作者，放射医学与辐射防护国重室放射生物学中心周光明教授、胡文涛副教授和中山大学潘越教授为论文的共同通讯作者，该工作得到科技部重点研发计划及放射医学与辐射防护国家重点实验室的资助。