癌症是目前世界上影响人类生存的最大难题之一，因此备受关注。放疗是其最常用的治疗方式之一。然而，放疗在治疗肿瘤尤其是深部肿瘤的同时，会随剂量增加而加重对邻近正常组织的损伤。随着纳米技术的发展，光动力治疗问世并成为一种有效的癌症治疗方法。半胱胺铜纳米粒子（Cu-Cy）作为光敏剂，在X线诱导下直接产生活性氧，对肿瘤细胞产生杀伤作用，提高放疗的治疗效率。
图1. Cu-Cy纳米材料的物理性能
美国德克萨斯大学陈伟教授与中南大学湘雅二医院陈翔宇、肖恩华课题组合作进行了新型纳米材料的光动力治疗对放疗增敏的研究。该研究通过模拟临床条件，探索基于Cu-Cy的光动力治疗(PDT)提高放疗深部肿瘤的效率的机制。体外实验证明，Cu-Cy在医用X线的激发下具有高效的活性氧（ROS）生产能力。此外，课题组通过细胞实验发现Cu-Cy能在X线的激发下有效的抑制肿瘤的增殖和转移。不干预组中，Cu-Cy则表现出了较好的生物安全性。
图2. 医用X线激发下Cu-Cy产生活性氧
体内核磁共振（MRI）的实验结果表明，在小鼠模型中Cu-Cy介导的X-PDT能较明显地抑制肿瘤的增殖，且通过MRI全身扫描和各主要器官的组织染色，在X-PDT组中未观察到转移灶和其他器官的急性损伤。该结果论证了Cu-Cy介导的X-PDT治疗的有效性和安全性。
图3. 小鼠模型中Cu-Cy介导的医用X-PDT疗效
此外，通过构建兔的VX2肝脏原位肿瘤大动物模型，从另一个水平进一步验证了Cu-Cy介导的X-PDT治疗的有效性和安全性。
图4. 兔VX2模型中Cu-Cy介导的医用X-PDT疗效
图5. 组织水平验证Cu-Cy介导的医用X-PDT疗效
为了进一步探讨光动力疗法的潜在机制，我们对各组肿瘤组织进行了免疫组织化学染色。实验组上皮钙粘蛋白和PCNA表达阳性率分别为44.3%和24.6%。对照组的阳性率分别为14.0%和44.0%。这些结果进一步证实了Cu-Cy介导的X-PDT抑制细胞增殖和细胞迁移。
图6. Cu-Cy 医用X-PDT治疗和功能示意图
总而言之，作为一种特殊的光诱导光敏剂，Cu-Cy介导的X-PDT是一种很有前景的肿瘤治疗手段。它具有提高放疗效率和抑制肿瘤增值、转移的双重效果。这项研究加深了我们对该治疗机制的理解。而且通过模拟临床环境，证明了Cu-Cy具有临床转化潜力，为纳米材料的临床应用提供了新的策略。
通讯作者：美国德克萨斯大学陈伟教授与中南大学湘雅二医院肖恩华教授
这一工作在国际权威生物材料刊物《Bioactive material》(IF=14.59,中科院一区)上: Xiangyu Chen, Jiayi Liu,Ya Li, Nil Kanatha Pandey, Taili Chen, Lingyun Wang, Eric Horacio Amador, Weijun Chen, Feiyue Liu, Enhua Xiao andandWei Chen, Study of Copper-Cysteamine Based X-Ray Induced Photodynamic Therapy and Its Effects on Cancer Cell Proliferation and Migration in a Clinical Mimic Setting, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X2100236X
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超稳定钙钛矿-沸石CsPbBr₃@LTA复合材料
—种促进光动力癌症治疗的发光纳米粒子被发现
陈伟教授在蔻享学术的个人专栏：https://www.koushare.com/category/singlecolumn/168
陈伟教授简介
陈伟（Wei Chen）博士，本科毕业于吉林大学地球科学院，硕士毕业于中南大学，博士毕业于北京大学化学学院。在北京科技大学材料物理系做博士后1994-1998在中国科学院半导体研究所工作，任副研究员、研究员和材料开放实验室负副主任。获科学院院长杰出基金和科学院青年科学家奖。1998.8-1999.5瑞典隆德大学材料化学系高级访问学者；1999.6-2000.3任加拿大西安大略大学化学物理中心高级研究员。2000年-2006年，任职于Nomadics公司（现Flir系统公司），纳米技术研究组组长。2006年9月陈伟加入德州大学阿灵顿分校物理系，现为纳米生物物理专业终身正教授。三次获得德州大学科研优秀奖及德州杰出科学家两次提名。2017年获得美国科技出版社的最佳论文奖。2020年获德州大学杰出成就奖，当选美国发明科学院Senior Member、国际先进材料联合会Fellow和欧洲材料科学技术Vebleo Fellow。2021年当选为Sigma Xi Full member, 荣获国际彭斯思奖 （Pencis Award）-肿瘤学和癌症研究卓越成就奖. 现担任生物医学纳米技术杂志（Journal of Biomedical Nanotechnology ）副主编，美国科学出版社JNN副主编，纳米科学与技术评论杂志（Reviews in Nanoscience and Nanotechnology）主编。还担任著名刊物 Cancer Nanotechnology, Journal of Nanomedicine, ACS Applied Biomaterials, Nanomaterials, Dermatology等科技刊物的编委。
多年来一直从事纳米技术的尖端研究，系国际著名纳米药物和癌症纳米技术专家。在癌症纳米靶向治疗和深部癌症光动力治疗研究方面取得了优异成果。目前在PNAS, Nano Letters, Signal Transduction and Targeted Therapy(Nature), Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Materials Today Physics， Bioactive Materials, Coordination Chemistry Reviews 等著名学术刊物发表论文300多篇，主持编写专著1部（三册），参与编写专著13册，论文引用超过11660次，论文H指数是60，其中单篇引用最高达691次，引用超过200次的有13篇， 引用超过100次的有29篇，授权发明美国专利20项；主持了30多项重大科研项目，总科研经费超过900万美元。Charles P. Poole Jr.与Frank J. Owens在2003 所著的美国第一本纳米技术教科书《纳米技术介绍》中介绍了他的开创性工作和重要贡献。陈伟的科研工作广受关注， 受到美国电视节目CBS的报道。https://www.youtube.com/watch?v=tvkjhq1lrXk&t=29s
（1）率先提出“纳米粒子自发光光动力疗法”治疗深部癌症的概念。两篇代表性论文：JNN （2006）目前被引用558多次， 2017年获得美国科技出版社的最佳论文奖。 Advanced Drug Delivery Reviews(2008)成为2008和2009年的热点文章，目前被引用657次。
（2）发明了第四代光敏剂——半胱胺酸铜，这种新型光敏剂可以在紫外光、X射线、微波和超声波产生活性氧用于癌症和感染病的治疗， 目前获得美国、欧洲和亚洲专利8项。
（3）开辟CuS用于癌症纳米治疗技术的新研究方向，成为光热治疗领域热点。代表性论文‘用于肿瘤细胞光热消融治疗的硫化铜纳米颗粒’（Nanomedicine, 2010, 5:1161）在2010-2014年‘生物技术应用微生物学’类123573篇文章中排名384 （Web of Science）。目前被引用489次。
（4）发明新型癌症治疗方式——微波诱导光动力治疗（MIPDT），获美国专利， 也已经成为一个重要的研究热点。
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