KCI등재
SCIE
Precise visualization and ROS-dependent photodynamic therapy of colorectal cancer with a novel mitochondrial viscosity photosensitive fluorescent probe
저자
Runsha Xiao (Department of General Surgery, Xiangya Hospital, Central South University) ; Fan Zheng (Xiangya School of Pharmaceutical Sciences, Central South University) ; Kuo Kang (Department of General Surgery, Xiangya Hospital, Central South University) ; Lei Xiao (Department of General Surgery, Xiangya Hospital, Central South University) ; Anyao Bi (Xiangya School of Pharmaceutical Sciences, Central South University) ; Yiting Chen (Department of Critical Care Medicine, Xiangya Hospital, Central South University) ; Qi Zhou (Institute of Medical Sciences, Xiangya Hospital, Central South University) ; Xueping Feng (Department of General Surgery, Xiangya Hospital, Central South University) ; Zhikang Chen (Department of General Surgery, Xiangya Hospital, Central South University) ; Hao Yin (Organ Transplant Center, Shanghai Changzheng Hospital) ; Wei Wang (Cell Transplantation and Gene Therapy Institute, The Third Xiang Ya Hospital, Central South University) ; Zihua Chen (Department of General Surgery, Xiangya Hospital, Central South University) ; Xiaomiao Cheng (Department of Nephrology, Xiangya Hospital, Central South University) ; Wenbin Zeng (Xiangya School of Pharmaceutical Sciences, Central South University)
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학술지명
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2023
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English
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등재정보
KCI등재,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
2560-2571(12쪽)
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제공처
Background Colorectal cancer (CRC) is a prominent global cancer with high mortality rates among human beings.
Efficient diagnosis and treatment have always been a challenge for CRC management. Fluorescence guided cancer therapy, which combines diagnosis with therapy into one platform, has brought a new chance for achieving precise cancer theranostics. Among this, photosensitizers, applied in photodynamic therapy (PDT), given the integration of real-time imaging capacity and efficacious treatment feasibility, show great potential to serve as remarkable tools.
Although much effort has been put into constructing photosensitizers for locating and destroying CRC cells, it is still in high need to develop novel photosensitizers to attain specific detection and fulfil effective therapy.
Methods Probe HTI was rational synthesized for the diagnosis and treatment of CRC. Spectrometric determination was carried out first, followed by the 1O2 generation ability test. Then, HTI was displayed in distinguishing CRC cells from normal cells Further, the PDT effect of the photosensitizer was studied in vitro. Additionally, HTI was used in CRC BALB/c nude mice model to validate its viscosity labelling and tumor suppression characteristics.
Results We successfully fabricated a mitochondrial targeting probe, HTI, together with remarkable viscosity sensitivity, ultralow background interference, and excellent 1O2 generation capacity. HTI was favorably applied to the viscosity detection, displaying a 11-fold fluorescent intensity enhancement in solvents from 1.57 cp to 2043 cp. Then, it was demonstrated that HTI could distinguish CRC cells from normal cells upon the difference in mitochondrial viscosity.
Moreover, HTI was qualified for producing 1O2 with high efficiency in cells, supported by the sparkling signals of DCFH after incubation with HTI under light irradiation. More importantly, the viscosity labelling and tumor suppression performance in CRC CDX model was determined, enriching the multifunctional validation of HTI in vivo.
Conclusions In this study, HTI was demonstrated to show a sensitive response to mitochondrial viscosity and possess a high 1O2 generation capacity. Both in vitro cell imaging and in vivo tumor treatment trials proved that HTI was effectively served as a robust scaffold for tumor labeling and CRC cells clearance. This breakthrough discovery held immense potential for advancing the early diagnosis and management of CRC through PDT. By leveraging HTI’s properties, medical professionals could benefit from improved diagnostic accuracy and targeted treatment in CRC management, ultimately leading to enhanced patient outcomes.
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