多功能铁铋复合纳米粒对胶质母细胞瘤的放疗增敏作用.docVIP

www.CRTER.org牛媛媛，等. 多功能铁铋复合纳米粒对胶质母细胞瘤的放疗增敏作用多功能铁铋复合纳米粒对胶质母细胞瘤的放疗增敏作用牛媛媛1，于 明1，杜凤移2，陈思远1，赵 天3，徐宇浩1，周倩文1，许修健1 (江苏大学附属医院，1神经内科，3医学影像科，江苏省镇江市 212001；2江苏大学医学院，江苏省镇江市 212013)引用本文：牛媛媛，于明，杜凤移，陈思远，赵天，徐宇浩，周倩文，许修健. 多功能铁铋复合纳米粒对胶质母细胞瘤的放疗增敏作用J.中国组织工程研究，2017，21(18):2821-2827.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.18.006 ORCID: 0000-0002-7785-8502(于明)文章快速阅读：透明质酸功能化铁铋复合纳米颗粒的放疗增敏作用方法：通过水热聚醇法制备透明质酸功能化的铁铋复合纳米颗粒HA-BiIOPs(1)细胞毒性实验(2)观察小鼠脏器变化(3)观察纳米颗粒是否被细胞吞噬(4)检测细胞增殖率及克隆形成率结果：透明质酸功能化的铁铋复合纳米颗粒对胶质母细胞瘤具有显著的放疗增敏作用。(3)细胞吞噬实验(4)放疗增敏实验实验与评价(1)检测细胞增殖率牛媛媛，女，1989年生，河南省新乡市人，汉族，江苏大学在读硕士，主要从事新型纳米材料的研制及在心脑疾病中的应用研究。通讯作者：于明，博士，硕士生导师，主任医师，副教授，江苏大学附属医院神经内科，江苏省镇江市 212001通讯作者：杜凤移，博士，硕士生导师，副教授，江苏大学医学院，江苏省镇江市 212013 中图分类号:R318文献标识码:A文章编号:2095-4344(2017)18-02821-07稿件接受：2017-01-13Niu Yuan-yuan, Studying for masters degree, Department of Neurology, Affiliated Hospital of Jiangsu University, Zhenjiang 212001, Jiangsu Province, ChinaCorresponding author: Yu Ming, M.D., Masters supervisor, Chief physician, Associate professor, Department of Neurology, Affiliated Hospital of Jiangsu University, Zhenjiang 212001, Jiangsu Province, ChinaCorresponding author: Du Feng-yi, M.D., Masters supervisor, Associate professor, Jiangsu University Medical School, Zhenjiang 212013, Jiangsu Province, China(2)组织相容性实验文题释义：放射增敏剂：是能够增强生物体放射敏感性的一类物质，它可增强射线对肿瘤的杀伤能力，特别有助于解决实体肿瘤中乏氧细胞对射线的抗性所导致肿瘤放疗治愈率低的问题。近年来纳米材料成为研究的热点，纳米粒子(如Au、Pt、Bi、Ta、Gd等)具有高X射线光子捕获截面和康普顿散射效应，产生的剂量增强效应可提高DNA等敏感靶分子的放射损伤，对受照细胞产生放射增敏作用。透明质酸功能化的复合纳米材料：此纳米粒子呈近似球形，粒径较为均一，单分散性好，没有团聚现象，能很好地被细胞吞噬；实验的复合纳米材料是由具有放疗作用的铋离子和铁离子构成，经过透明质酸功能化后能与CD44特异性结合，聚集与肿瘤周围，可实现放疗增敏的效果。摘要背景：透明质酸功能化的铁铋复合纳米颗粒是一种有效MRI对比剂，同时又可作为放疗增敏剂。目的：制备透明质酸功能化的铁铋复合纳米颗粒，观察其对胶质母细胞瘤U87MG的放疗增敏作用。方法：通过水热聚醇法制备透明质酸功能化的铁铋复合纳米颗粒HA-BiIOPs。细胞毒性实验：取对数生长期的人胶质母细胞瘤细胞株U87MG与大鼠血管平滑肌细胞，均以含0，12.5，25，50，100，200， 400 mg/L HA-BiIOPs的培养液培养48 h，计算细胞增殖率；组织相容性实验：在ICR小鼠尾静脉注射HA-BiIOPs溶液，观察小鼠脏器病理变化；细胞吞噬实验：将HA-BiIOPs与U87MG细胞共培养6 h，普鲁士蓝观察纳米颗粒是否被细胞吞噬；放疗增敏实验：取对数生长期的U87MG细胞，分组培养：对照组以培养液培养；放疗组分别给予0，3，6，9 Gy的X射线照射；HA-BiIOPs组分别加入含0，12.5，25，50，100，200，400 mg/L HA-BiIOPs的培养液；联合组，先加入含0，12.5，25，50，100，200，400 mg/L HA-BiIOPs的培养液，再给予0，3，6，9 Gy的X射线照射。24 h后，检测细胞增殖率及克隆形成率。结果与结论：不同质量浓度的HA-BiIOPs对血管平滑肌细胞和U87MG细胞增殖无明显影响；尾静脉注射HA-BiIOPs溶液后，小鼠脏器未发生病理变化；共培养6 h 后，HA-BiIOPs纳米颗粒可被U87MG细胞吞噬；U87MG细胞增殖率与HA-BiIOPs质量浓度(0-200 mg/L)和放射剂量(0-9 Gy)有明显的线性负相关，尤其是在6 Gy X射线照射下200 mg/L HA-BiIOPs对细胞增殖率下降至(417)%。选用100 mg/L HA-BiIOPs、6 Gy X射线照射进行克隆形成实验，联合组U87MG细胞增殖率明显低于空白对照组、放疗组(P 0.05)；结果表明，透明质酸功能化的铁铋复合纳米颗粒对胶质母细胞瘤具有显著的放疗增敏作用。关键词：生物材料；纳米材料；铁铋复合纳米材料；水热聚醇法；放疗增敏；透明质酸；人胶质母细胞瘤细胞；生物相容性；杀伤肿瘤；细胞增殖率主题词：透明质酸；纳米复合物；胶质母细胞瘤；组织工程基金资助：江苏省“333工程”科研项目(BRA2014173)；江苏省“六大人才高峰”科研项目(WSN-038)3 P.O.Box 1200,Shenyang 110004 Fabrication of multifunctional bismuth-doped iron nanoparticle and its radiotherapy sensitization in glioblastoma Niu Yuan-yuan1, Yu Ming1, Du Feng-yi2, Chen Si-yuan1, Zhao Tian3, Xu Yu-hao1, Zhou Qian-wen1, Xu Xiu-jian1 (1Department of Neurology, 3Department of Imaging, Affiliated Hospital of Jiangsu University, Zhenjiang 212001, Jiangsu Province, China; 2Jiangsu University Medical School, Zhenjiang 212013, Jiangsu Province, China)AbstractBACKGROUND: Bismth-doped iron nanoparticles modified by hyaluronic acid (HA-BiIOPs) not only act as an effective MRI contrast agent, but also as a radiotherapy sensitizer. OBJECTIVE: To fabricate the HA-BiIOPs and to observe its effect to enhance the radiosensitivity of glioblastoma cells U87MG under X-ray radiation.METHODS: HA-BiIOPs were synthesized using hydrothermal polyol method. (1) Cytotoxicity: A cytotoxicity test was carried out on U87MG cells and rat vascular smooth muscle cells (VSMCs). Cell proliferation rate of two kinds of cells cultured with different concentrations of HA-BiIOPs (0, 12.5, 25, 50, 100, 200, 400 mg/L) at 24 hours after culture were determined by cell counting kit-8 assay. (2) Histological analysis: ICR mice were sacrificed after intravenous injection of HA-BiIOPs, and pathological changes of mouse visceral organs were observed under an optical microscope. (3) Cellular uptake: The HA-BiIOPs after entered into the cytoplasm were observed by Prussian blue staining. (4) Radiosensitization test: U87MG cells at Logarithmic growth stage were cultured in culture medium as control group, subjected to X-ray irradiation (0, 3, 6, 9 Gy) as radiotherapy group, cultured in HA-BiIOPs (0, 12.5, 25, 50, 100, 200 and 400 mg/L) as HA-BiIOPs group or subjected to HA-BiIOPs culture plus X-ray irradiation as combined therapy group. Then, the cell proliferation rate and cloning efficiency were measured at 24 hours after treatment. RESULTS AND CONCLUSION: (1) The HA-BiIOPs at different concentrations were non-cytotoxic for VSMC and U87MG cells. (2) After intravenous injection of HA-BiIOPs, there was no obvious toxicity to the mouse susceptible organs. (3) After 6 hours of culture, the HA-BiIOPs could be internalized by U87MG cells. (4) The proliferation rate of U87cells was negatively correlated with the concentration of HA-BiIOPs (0-200 mg/L) and X-ray dose (0-9 Gy). Especially, the combination of 6 Gy X-ray irradiation with 200 mg/L HA-BiIOPs dramatically decreased the cell viability that was decreased to (417)%. In the combined therapy group with 6 Gy X-ray and 100 mg/L HA-BiIOPs, the cells proliferation rate was significantly lower than that in the control and radiotherapy groups (P 0.05). These results indicate that HA-BiIOPs have a radiosensitizative effect on glioblastoma cells U87MG.Subject headings: Hyaluronic Acid; Nanocomposites; Glioblastoma; Tissue Engineering Funding: the “333 Engineering” Scientific Research Project of Jiangsu Province, No. BRA2014173; the “Six Talent Peaks” Scientific Research Project of Jiangsu Province, No. WSN-038Cite this article: Niu YY, Yu M, Du FY, Chen SY, Zhao T, Xu YH, Zhou QW, Xu XJ. Fabrication of multifunctional bismuth-doped iron nanoparticle and its radiotherapy sensitization in glioblastoma. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 2017;21(18):2821-2827. 2825ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH0 引言 Introduction神经胶质母细胞瘤是最常见的原发性中枢神经系统肿瘤1。统计资料表明，神经系统原发性肿瘤发病率为20.59/10万，胶质母细胞瘤占神经系统恶性肿瘤的80%2。由于胶质母细胞瘤呈浸润性生长，多主张采用手术配以放射治疗、化学治疗的综合疗法，以延缓复发和延长生存期3。研究发现，由于胶质母细胞瘤细胞多处于缺氧状态，可激活相关分子信号传导途径，以适应缺氧微环境，增强了肿瘤自身的侵袭性和对治疗的抗拒性，使疗效下降4。目前为提高胶质母细胞瘤放射治疗的效果而加强对放射增敏剂的研究5。纳米载体技术的迅猛发展使其在肿瘤诊断和治疗中拥有巨大的应用前景6。以铁为基础的纳米材料已被证实是一种性能优良的MRI对比 剂7。铋离子具有放疗增敏的作用也被证实，但铋剂是否对胶质母细胞瘤有放疗增敏作用尚未见相关研究。研究通过成功构建透明质酸功能化的铁铋复合材料HA-BiIOPs，以研究HA-BiIOPs对胶质母细胞瘤U87MG细胞的放疗增敏作用。1 材料和方法 Materials and methods 1.1 设计 材料制备与表征实验。1.2 时间及地点 实验于2016年1至5月在江苏大学医学院完成。1.3 材料实验动物：4周龄雌性ICR小鼠，体质量约20 g，购于江苏大学动物实验中心，合格证号：201601826，饲养严格遵守相关标准进行饲养，且对小鼠的处理符合关于善待实验动物的指导性意见中相关规则。主要细胞、试剂与仪器：人胶质母细胞瘤细胞株U87MG、大鼠血管平滑肌细胞购于上海肿瘤研究所。三氯化铁、氯化铋、透明质酸、乙二醇和无水乙酸钠购于阿拉丁公司；胎牛血清、胰蛋白酶和DMEM购于Gibco公司(美国)；CCK-8试剂盒购于诺维赞公司。NanoSight LM10 纳米颗粒跟踪分析仪(英国)；透射电子显微镜购于JEOL公司(日本)；酶标仪购于Thermo公司(美国)；电子直线加速器购于西门子公司(德国Oncor)；X射线衍射仪BRUKER公司(德国)。1.4 实验方法1.4.1 构建HA-BiIOPs 将0.6 g六水氯化铋、0.4 g六水三氯化铁溶于40 mL乙二醇中，室温剧烈搅拌1 h至透亮液体；缓慢加入3.0 g无水乙酸钠搅拌30 min；加入0.1 g透明质酸钠搅拌1 h；将溶液转移至反应釜中，200 加热3 h；冷却至室温后用外界吸铁石吸附，双蒸水、无水乙醇清洗6次后冻干，获得HA-BiIOPs粉末。1.4.2 表征实验 利用纳米颗粒跟踪分析仪、透射电子显微镜检测HA-BiIOPs的粒径和形貌，利用X射线衍射仪表征其晶体结构，利用磁铁吸附测试其磁性能力。1.4.3 CCK-8细胞毒性实验 将血管平滑肌细胞和U87MG分别培养在含体积分数10%胎牛血清的DMEM培养基中，置于37 、体积分数5%CO2、饱和湿度的培养箱中待用；若细胞状态良好，取对数生长期的细胞接种于96 孔板(3 000/孔)，将培养板置于细胞培养箱中24 h；待两种细胞都完全贴壁后，弃去孔中的培养液，分别加入含有不同质量浓度HA-BiIOPs(0-400 mg/L)的培养液继续培养48 h；弃去含有HA-BiIOPs的培养液，加入含有10 L CCK-8 溶液的新鲜培养液，置于37 细胞孵箱中培养 2 h；在酶标仪上测定波长在490 nm的A值。 1.4.4 组织相容性实验 用PBS配置HA-BiIOPs溶液。取12只等条件喂养的ICR小鼠，随机分为空白对照组和实验组，实验组经尾静脉注射10 mg/kg HA-BiIOPs溶液 200 L，14 d后CO2麻醉处死，取心、肝、脾、肺、肾和脑，40 g/L多聚甲醛4 固定过夜、脱水透明、浸蜡包埋、切片、贴片、脱蜡染色(苏木精-伊红染色)、树脂封固、显微镜下观察组织形态。1.4.5 U87MG细胞吞噬实验 将HA-BiIOPs与U87MG细胞共培养6 h后，PBS清洗3次，40 g/L多聚甲醛固定 45 min，PBS清洗3次，HA-BiIOPs普鲁士蓝染色，细胞伊红染色30 min(每次染色后均需用PBS清洗3次)，用显微镜拍照。1.4.6 放疗增敏实验细胞照射条件：采用西门子Oncor医用直线加速器，源皮距为100 cm、照射野10 cm10 cm，予6 MV X线照射(剂量率为200 cGy/min)，根据实验要求照射不同剂量(0，3，6，9 Gy)。照射后的细胞置于37 、体积分数5%CO2、饱和湿度培养箱中继续培养72 h。取对数生长期的U87MG细胞，以3 000/孔接种于4个96孔细胞培养板，置于37 、体积分数5%CO2、饱和湿度的培养箱中培养24 h。然后将4个细胞培养板随机分为以下4组：空白对照组：只给予培养液；HA-BiIOPs组：分别加入含不同质量浓度(0，12.5，25，50，100，200，400 mg/L)HA-BiIOPs的培养液；放疗组：给予不同放疗剂量的X射线照射(0，3，6，9 Gy)；联合组：先加入含不同质量浓度(0，12.5，25，50，100，200， 400 mg/L)HA-BiIOPs的培养液，然后给予不同剂量的X射线照射(0、3，6，9 Gy)。经上述处理后，细胞继续培养 72 h；弃去含有HA-BiIOPs的培养基，加入含有10 L CCK-8溶液的新鲜培养液，置入37 的细胞孵箱中孵育 2 h。在酶标仪上测定波长在490 nm的A值。每个浓度设置5个平行复孔，按以下公式计算细胞增殖率：细胞增殖率= (实验组A值/对照组A值)100%。1.4.7 克隆形成实验 将U87MG细胞消化、离心、重悬、计数，以1 000/孔接种于6孔板，置于37 、体积分数5%CO2、饱和湿度的培养箱中培养24 h。将细胞分为空白对照组、放疗组、HA-BiIOPs组、联合组，参照放疗增敏实验，HA-BiIOPs质量浓度选取为100 mg/L，X射线照射条件为6 Gy。对各组采取相应处理后，继续培养14 d，弃培养液，PBS洗3次，40 g/L低聚甲醛固定45 min，0.1%结晶紫染色30 min，显微镜下计数(50个细胞的克隆数)。按以下公式计算克隆形成率：克隆形成率(%)=克隆形成平均数/接种细胞数100%。1.5 主要观察指标 HA-BiIOPs粒径大小和形貌特征以及磁性能力；HA-BiIOPs的细胞和组织相容性； HA-BiIOPs被U87MG细胞吞噬情况；不同浓度HA-BiIOPs对胶质母细胞瘤细胞产生放疗增敏的能力，计算最佳放疗强度和最佳HA-BiIOPs浓度；放疗后U87MG细胞的克隆形成能力。1.6 统计学分析 采用SPSS 18.0软件处理实验数据，计量资料采用s表示，组间比较采用方差分析。以P 0.05)。结果表明HA-BiIOPs对细胞无明显毒性，见图4。NaAc(3 g)图1 透明质酸功能化铁铋复合纳米颗粒HA-BiIOPs合成示意图Figure 1 Schematic diagram of HA-BiIOP synthesisEG(40 mL)HA(0.1 g)BiCl3(04 g)FeCl3(0.6 g)200 3 h160 M140 M120 M100 M80 M60 M40 M20 M0-20 MCB A平均浓度0 200 400 600 800粒径(nm)D20 40 60 802()4 0003 5003 0002 5002 0001 5001 0005000强度图2 透明质酸功能化铁铋复合纳米颗粒HA-BiIOPs的结构表征Figure 2 Structural characterization of HA-BiIOPs图注：图中A、B为透射电镜图像，呈近似球形，粒径较为均一，单分散性较好，没有团聚现象；C为HA-BiIOPs的粒径大小，粒径约为 55 nm；D为X射线衍射分析结果，具有较好的晶体结构。血管平滑肌细胞人胶质母细胞瘤1.21.00.20细胞增殖(100%)0 12.5 25 50 100 200 400 HA-BiIOP(mg/L)图4 透明质酸功能化铁铋复合纳米颗粒HA-BiIOPs的细胞毒性测试Figure 4 Cytotoxicity test of HA-BiIOPs图注：随着质量浓度的增高，HA-BiIOPs对人胶质母细胞瘤与血管平滑肌细胞的增殖无明显影响。图3 透明质酸功能化铁铋复合纳米颗粒HA-BiIOPs的结构表征Figure 3 Magnetic test of HA-BiIOPs图注：图中A为去除吸铁石后，粒子再次分散在瓶内，证实HA-BiIOPs为顺磁性纳米颗粒；B为吸铁石吸附瓶身，HA-BiIOPs迅速聚集。0 mg/L HA-BiIOPs12.5 mg/L HA-BiIOPs25 mg/L HA-BiIOPs50 mg/L HA-BiIOPs100 mg/L HA-BiIOPs200 mg/L HA-BiIOPs400 mg/L HA-BiIOPs AB1.21.00.20细胞增殖(100%)图5 透明质酸功能化铁铋复合纳米颗粒HA-BiIOPs与U87MG细胞共培养(普鲁士蓝染色)Figure 5 Prussian blue staining of U87MG cells co-cultured with HA-BiIOPs图注：图中A为单纯U87MG细胞(4)；B为HA-BiIOPs与U87MG细胞共培养后(10)，红染的细胞膜内存在被蓝染的含Fe纳米颗粒(HA-BiIOPs)，证实HA-BiIOPs可被U87MG细胞吞噬。X射线剂量(Gy)0 3 6 9图7 透明质酸功能化铁铋复合纳米颗粒HA-BiIOPs对U87MG细胞增殖的影响Figure 7 Radiosensitization of HA-BiIOPs to U87MG cells图注：U87MG细胞增殖率与HA-BiIOPs浓度(0-200 mg/L)和放射剂量(0-9 Gy)有明显的线性负相关。AB心脏 肝脏 脾脏 肺脏 肾脏 脑图6 透明质酸功能化铁铋复合纳米颗粒HA-BiIOPs对小鼠脏器的毒性实验(苏木精-伊红染色，10)Figure 6 Toxicity of HA-BiIOPs to mouse visceral organs (hematoxylin-eosin staining,10)图注：图中A为正常小鼠脏器；B为注射HA-BiIOPs后的小鼠脏器，小鼠脑、心、肝等脏器组织学上无任何形态变化，证实HA-BiIOPs具有良好的组织相容性。P 0.05P 0.01.00.20细胞克隆增殖(100%)空白对照组 HA-BilOPs组放疗组 联合组空白对照组 HA-BilOPs组 放疗组 联合组图8 透明质酸功能化铁铋复合纳米颗粒HA-BilOPs对U87MG细胞克隆形成的影响Figure 8 Clone formation of U87MG cells treated with HA-BiIOPs图注：HA-BiIOPs组与空白对照组细胞克隆形成无明显差异；放疗组U87MG细胞克隆增殖率下降到46%，联合组U87MG细胞克隆增殖率达29%，与放疗组相比，联合组细胞增殖率下降明显(P 0.05)。2.4 U87MG细胞吞噬实验结果 HA-BiIOPs与U87MG细 胞共培养6 h，红染的细胞膜内存在被蓝染的含Fe纳米颗粒(HA-BiIOPs)，见图5，证明HA-BiIOPs可以被U87MG细胞摄取，为发挥放疗增敏作用奠定基础。2.5 HA-BiIOPs的组织相容性实验结果 苏木精-伊红染色显示小鼠的心、肝、脾、肺、肾、脑等重要脏器均无水肿、坏死等炎症反应，组织学上无任何形态变化，见图6。 2.6 放疗增敏实验结果 U87MG细胞增殖率与HA-BiIOPs质量浓度(0-200 mg/L)和放射剂量(0-9 Gy)有明显的线性负相关，尤其是在6 Gy X线照射下，200 mg/L的HA-BiIOPs使细胞增殖率下降至(417)%，结果充分表明了HA-BiIOPs的放疗增敏能力，见图7；但当HA-BiIOPs质量浓度达到400 mg/L时，细胞增殖率为(402)%。考虑细胞吞噬纳米颗粒存在着浓度饱和性，同时为了减少过剩的HA-BiIOPs影响U87MG细胞的生存环境，根据细胞活性CCK-8的结果，选用100 mg/L的HA-BiIOPs在6 Gy X线照射下进行克隆形成实验。结果表明，HA-BiIOPs组与空白对照组的U87MG细胞克隆形成无明显差异；放疗组U87MG细胞克隆增殖率下降到46%，联合组U87MG细胞克隆增殖率达29%，与放疗组相比，联合组细胞增殖率下降明显(P 0.05)，因此说明HA-BiIOPs具有放疗增敏能力，见图8。 3 讨论 Discussion放射增敏剂是能够增强生物体放射敏感性的一类物 质8，它可增强射线对肿瘤的杀伤能力，特别是有助于解决实体肿瘤中乏氧细胞对射线抗性所导致肿瘤放疗治愈率低的问题9-10。近年来纳米材料成为研究的热点，纳米粒子(如Au、Pt、Bi、Ta、Gd等)具有高X射线光子捕获截面和康普顿散射效应11-12，产生的剂量增强效应可提高DNA等敏感靶分子的放射损伤13，对受照细胞产生放射增敏作 用14。纳米铁作为一种较为成熟的纳米材料，自身具有超顺磁性15，可用于磁共振成像16，同时具有光热效应17，还可作为载体负载药物，这些均可用于开发新的药物，用于疾病诊断和治疗的研究18。近年来在X射线放射治疗研究中，成功地实现了Bi2O3纳米颗粒对荷瘤小鼠模型的显著放射增敏作用19，对肿瘤生长有明显的抑制作用20。同时，低成本的铋元素相比纳米金来说是更好商业候选者21-23。因此实验制备的HA-BiIOPs既是一种有效的MRI对比剂，同时又可作为一种放疗增敏剂。实体瘤的脉管系统和淋巴系统缺陷可导致内皮间隙增加，大分子和纳米粒子选择性渗透增加，产生高通透性和滞留效应效应24。由于高通透性和滞留效应的被动靶向作用，尺寸合适的纳米颗粒能在肿瘤部位聚集，有利于其在肿瘤中发挥诊断和治疗作用，实现纳米颗粒的诊疗一体化25-27。透明质酸是一种天然多聚糖，由于其生物相容性、无毒、可生物降解等特点主要用做适配体。更重要的是，透明质酸可与肿瘤中高表达的CD44结合28，达到间接靶向肿瘤的目的。实验制备的透明质酸修饰后BiIOPs具有良好的水溶性、组织相容性且粒径约为35 nm，易聚集在肿瘤部位，产生较强的高通透性和滞留效应。在恶性肿瘤放疗中，经常会遇到放疗后肿瘤复发、放射抗拒、高能射线应用使皮肤受照剂量增加及肿瘤病灶周围正常组织辐射损伤等29-30，一直是困扰肿瘤放射治疗疗效与应用的棘手问题，尤其是对于某些具有辐射抗性的肿瘤这一问题就更显严重和突出31-32。提高肿瘤组织照射剂量的同时最大限度地保护正常组织一直是肿瘤放射治疗追求的目标33，因此，寻找理想放射增敏剂就成为提高治疗增益比的一条重要途径34。复合纳米颗粒作为纳米家族的新秀之星，具有多模态的功能35。实验用水热法构建的BiIOPs颗粒易于制备、稳定性好、形态及尺寸可控等优点，使其在肿瘤的早期诊断与治疗中表现出巨大的应用潜力，尤其是作为新型造影剂在肿瘤成像以及作为放射增敏剂在放射治疗等方面。关于HA-BiIOPs的研究工作尚处在初级阶段还存在许多迫切需要解决的问题，如何降低HA-BiIOPs慢性毒性，如何提高生物稳定性及明确HA-BiIOPs在放射治疗中的增敏机制等。尽管金属纳米材料在放疗增敏领域尚无大量研究，但随着对该领域的重视和研究的深入，纳米材料将作为新型放疗增敏剂应用于脑胶质瘤的治疗，成为临床肿瘤治疗中的一个重要手段。总之，金属纳米材料在放疗增敏领域的研究及临床应用具有十分广阔的前景，将会不断深入探索。作者贡献：所有作者参与实验设计与文章审校，第一作者和通讯作者进行实验评估，第一作者进行实验实施、资料收集与成文。利益冲突：所有作者共同认可文章无相关利益冲突。伦理问题：实验方案经江苏大学动物实验伦理委员会批准，批准号为201601826。实验过程遵循了国际兽医学编辑协会关于动物伦理与福利的作者指南共识和本地及国家法规。实验动物在麻醉下进行所有的手术，并尽一切努力最大限度地减少其疼痛、痛苦和死亡。文章的撰写与编辑修改后文章遵守了动物实验体内实验研究报告规范指南(ARRIVE指南)。文章查重：文章出版前已经过CNKI反剽窃文献检测系统进行3次查重。文章外审：文章经国内小同行外审专家双盲外审，符合本刊发稿宗旨。作者声明：通讯作者对于研究和撰写的论文中出现的不端行为承担责任。论文中涉及的原始图片、数据(包括计算机数据库)记录及样本已按照有关规定保存、分享和销毁，可接受核查。文章版权：文章出版前杂志已与全体作者授权人签署了版权相关协议。开放获取声明：这是一篇开放获取文章，文章出版前杂志已与全体作者授权人签署了版权相关协议。根据知识共享许可协议“署名-非商业性使用-相同方式共享3.0”条款，在合理引用的情况下，允许他人以非商业性目的基于原文内容编辑、调整和扩展，同时允许任何用户阅读、下载、拷贝、传递、打印、检索、超级链接该文献，并为之建立索引，用作软件的输入数据或其它任何合法用途。4 参考文献 References1 Sun L,Joh DY,Al-Zaki A.Theranostic application of mixed gold and superparamagnetic iron oxide nanoparticle micelles in Glioblastoma multiforme.J Biomed Nanotechnol.2016;2(2): 347-356.2 Dolecek TA,Propp JM,Stroup NE,et al.CBTRUS statistical report: primary brain and central nervous system tumors diagnosed in the United States in 2005-2009. Neuro Oncol. 2012;14 (suppl 5):v1-49.3 Dhermain F.Radiotherapy of high-grade gliomas: current standards and new concepts, innovations in imaging and radiotherapy, and new therapeutic approaches.Chin J Cancer. 2014;33(1):16-24.4 Harrison L,Blackwell K.Hypoxia and anemia: factors in decreased sensitivity to radiation therapy and chemotherapy.Oncologist.2004;9(suppl 5):31-40. 5 Klaus M,Frank U,Dirk N,et al.Efficacy and safety of intratumoral thermotherapy using magnetic iron-oxide nanoparticles combined with external beam radiotherapy on patients with recurrent glioblastoma multiforme.Neurooncol. 2011;103(2):317-324.6 Kakuta T,Takashima Y,Nakahata M,et al.Preorganized hydrogel: self-healing properties of supramolecular hydrogels formed by polymerization of host-guest-monomers that contain cyclodextrins and hydrophobic guest groups.Adv Mater.2013;25(20): 2849-2853.7 Gu JH,Zhang QY,Zhang W,et al.Preparation of amphiphilic superparamagneticcomposite particles with tumor targeted MRIcontrast agent.Chin J Tissue Eng Res. 2014;18(30): 4823-4830.8 Huang Y,LuoY,Zheng W.Rational design of cancer-targeted BSA protein nanoparticles as radiosensitizer to overcome cancer radioresistance.ACS Appl Mater Interfaces.2014; 6(21):19217-19228.9 Borchiellini D,Etienne-Grimaldi MC,Thariat J,et al.The impact of pharmacogenetics on radiation therapy outcome in cancer patients. A focus on DNA damage response genes .Cancer Treat Rev.2012;38(6):737-759. 10 Corso CD,Ali AN,Diaz R.Radiation-induced tumor neoantigens: imaging and therapeutic implications.Am J Cancer Res.2011;1(3):390-412. 11 Kleinauskas A,Rocha S,Sahu S.Carbon-core silver-shell nanodots as sensitizers for phototherapy and radiotherapy.Nanotechnology.2013;24(32):325103.12 Subiel A,Ashmore R,Schettino G.Standards and methodologies for characterizing radiobiological impact of high-Z nanoparticles.Theranostics.2016;6(10):1651-1671. 13 Li M,Zhao Q,Yi X,et al.AuMnSZnS core/shell/shell nanoparticles for magnetic resonance imaging and enhanced cancer radiation therapy.ACS Appl Mater Interfaces.2016; 8(15):9557-9564.14 Xing H,Zheng X,Ren Q,et al.Computed tomography imaging-guided radiotherapy by targeting upconversion nanocubes with significant imaging and radiosensitization enhancements.Sci Rep.2013;3:1751-1759.15 李慧,王大新,顾健.超顺磁性纳米颗粒治疗肿瘤的应用进展J.中国组织工程研究与临床康复,2009,13(51):10133-10136.16 Bogart LK,Pourroy G,Murphy CJ,et al.Nanoparticles for imaging, sensing, and therapeutic intervention.ACS Nano. 2014;8(4):3107-3122.17 Dev KC,Parmeswaran D,Sunil K.Nanoparticle-mediate