Application of Ag2S Quantum Dot-based Photothermal Therapy with Synergistic Drug Treatment in Atherosclerosis

doi:10.7503/cjcu20240154

Abstract

Abstract:

Anti-inflammatory and lipid-lowering are currently effective strategies for the treatment of atherosclerosis. Therefore， a nanomedicine delivery system with targeted， photothermal therapy synergistic drug therapy was designed and synthesized to slow the progression of atherosclerosis through lipid-lowering and anti-inflammatory effects. The CD44 receptor overexpressed in inflammatory macrophages was targeted by using hyaluronic acid as a backbone. Ag₂S quantum dots exert photothermal therapeutic effects through covalent binding， while lovastatin is encapsulated to realize the pharmacological therapeutic effect. Moreover， physicochemical analyses and cellular experiments were performed on this nanomedicine delivery system. The results show that the material has suitable dimensions for good drug release in the presence of hyaluronidase and exerts excellent photothermal effects. In addition， both in vitro and in vivo experiments demonstrate that the material has good biocompatibility and inhibits the developmental process of atherosclerosis， which provides new insights into the development of safe and effective treatments for atherosclerosis.

Key words: Hyaluronic acid, Nanomedicine delivery system, Quantum dots, Photothermal therapy, Atherosclerosis

CLC Number:

O636

TrendMD:

LIANG Huixian, WANG Miao, ZHANG Yucan, BAI Li, LI Xuemei, YU Fabiao, CHENG Ziyi, ZHAO Linlu. Application of Ag₂S Quantum Dot-based Photothermal Therapy with Synergistic Drug Treatment in Atherosclerosis[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(1): 20240154.

Figures/Tables 14

References 33

1	Peters L. J.， Jans A.， Bartneck M.， van der Vorst E. P. C.， J. Clin. Med.， 2021， 10（14）， 3185
2	Wu G.， Yu G.， Zheng M.， Peng W.， Li L.， Int. J. Nanomed.， 2023， 18， 3851—3878
3	Zhao R.， Ning X.， Wang M.， Wang H.， Xing G.， Wang L.， Lu C.， Yu A.， Wang Y.， ACS Appl. Mater. Interfaces， 2022， 14（22）， 25080—25092
4	Di Fusco S. A.， Maggioni A. P.， Scicchitano P.， Zuin M.， D’Elia E.， Colivicchi F.， J. Clin. Med.， 2023， 12（7）， 2529
5	Fracassi A.， Cao J.， Yoshizawa⁃Sugata N.， Tóth É.， Archer C.， Gröninger O.， Ricciotti E.， Tang S. Y.， Handschin S.， Bourgeois J. P.， Ray A.， Liosi K.， Oriana S.， Stark W.， Masai H.， Zhou R.， Yamakoshi Y.， Chem. Sci.， 2020， 11（44）， 11998—12008
6	Gimbrone M. A.， García⁃Cardeña G.， Circ. Res.， 2016， 118（4）， 620—636
7	Belcastro E.， Rehman A. U.， Remila L.， Park S. H.， Gong D. S.， Anton N.， Auger C.， Lefebvre O.， Goetz J. G.， Collot M.， Klymchenko A. S.， Vandamme T. F.， Schini⁃Kerth V. B.， Nanomedicine： NBM， 2021， 34， 102379
8	Zhong Y.， Qin X.， Wang Y.， Qu K.， Luo L.， Zhang K.， Liu B.， Obaid E. A. M. S.， Wu W.， Wang G.， ACS Appl. Mater. Interfaces， 2021， 13（29）， 33862—33873
9	Li J.， Wang K.， Pan W.， Li N.， Tang B.， Anal. Chem.， 2022， 94（36）， 12263—12273
10	Moore K. J.， Sheedy F. J.， Fisher E. A.， Nat. Rev. Immunol.， 2013， 13， 709—721
11	Pham L. M.， Kim E. C.， Ou W.， Phung C. D.， Nguyen T. T.， Pham T. T.， Poudel K.， Gautam M.， Nguyen H. T.， Jeong J. H.， Yong C. S.， Park S. Y.， Kim J. R.， Kim J. O.， Biomaterials， 2021， 269， 120677
12	Gao W.， Sun Y.， Cai M.， Zhao Y.， Cao W.， Liu Z.， Cui G.， Tang B.， Nat. Commun.， 2018， 9（1）， 231
13	Tian J.， Dauerman H.， Toma C.， Samady H.， Itoh T.， Kuramitsu S.， Domei T.， Jia H.， Vergallo R.， Soeda T.， Hu S.， Minami Y.， Lee H.， Yu B.， Jang I. K.， J. Am. Coll. Cardiol.， 2014， 64（7）， 672—680
14	Groner J.， Goepferich A.， Breunig M.， J. Control. Release， 2021， 333， 536—559
15	du Toit L. C.， Demana P. H.， Choonara Y. E.， Int. J. Pharm.， 2022， 628， 122258
16	Chan C. K. W.， Zhang L.， Cheng C. K.， Yang H.， Huang Y.， Tian X. Y.， Choi C. H. J.， Small， 2018， 14（4）， 1702793
17	Chen J.， Zhang X.， Millican R.， Sherwood J.， Martin S.， Jo H.， Yoon Y. S.， Brott B. C.， Jun H. W.， Adv. Drug Deliv. Rev.， 2021， 170， 142—199
18	Hu R.， Dai C.， Dong C.， Ding L.， Huang H.， Chen Y.， Zhang B.， ACS Nano， 2022， 16（10）， 15959—15976
19	Shu Y.， Ma M.， Pan X.， Shafiq M.， Yu H.， Chen H.， Bioact. Mater.， 2023， 21， 129—141
20	Li W.， Gonzalez K. M.， Chung J.， Kim M.， Lu J.， Biomater. Sci.， 2022， 10（19）， 5459—5471
21	Yamada Y.， Sato Y.， Nakamura T.， Harashima H.， J. Control. Release， 2020， 327， 533—545
22	Dai T.， He W.， Yao C.， Ma X.， Ren W.， Mai Y.， Wu A.， Biomater. Sci.， 2020， 8（14）， 3784—3799
23	Cao Z.， Yuan G.， Zeng L.， Bai L.， Liu X.， Wu M.， Sun R.， Chen Z.， Jiang Y.， Gao Q.， Chen Y.， Zhang Y.， Pan Y.， Wang J.， ACS Nano， 2022， 16（7）， 10608—10622
24	He M.， Cheng Z.， Wang Z.， Li M.， Liang H.， Liu H.， Yu L.， Zhao L.， Yu F.， Adv. Healthc. Mater.， 2023， 12（25）， 2300752
25	Ding C.， Huang Y.， Shen Z.， Chen X.， Adv. Mater.， 2021， 33（32）， 2007768
26	Wang X.， Wu X.， Qin J.， Ye K.， Lai F.， Li B.， He G.， Lu X.， Brett D. J. L.， Parkin I. P.， ACS Appl. Mater. Interfaces， 2019， 11（44）， 41009—41018
27	Sun W.， Du Y.， Liang X.， Yu C.， Fang J.， Lu W.， Guo X.， Tian J.， Jin Y.， Zheng J.， Biomaterials， 2019， 217， 119264
28	He J.， Zhang W.， Zhou X.， Xu F.， Zou J.， Zhang Q.， Zhao Y.， He H.， Yang H.， Liu J.， Bioact. Mater.， 2023， 19， 115—126
29	Mu D.， Li J.， Qi Y.， Sun X.， Liu Y.， Shen S.， Li Y.， Xu B.， Zhang B.， J. Nanobiotechnology， 2020， 18（1）， 179
30	Nasr S. H.， Rashidijahanabad Z.， Ramadan S.， Kauffman N.， Parameswaran N.， Zinn K. R.， Qian C.， Arora R.， Agnew D.， Huang X.， Nanoscale， 2020， 12（17）， 9541—9556
31	Weber C.， von Hundelshausen P.， Circ. Res.， 2017， 121（10）， 1119—1121
32	Bu T.， Li Z.， Hou Y.， Sun W.， Zhang R.， Zhao L.， Wei M.， Yang G.， Yuan L.， Theranostics， 2021， 11（20）， 9988—10000
33	Liu S.， Zhao Y.， Shen M.， Hao Y.， Wu X.， Yao Y.， Li Y.， Yang Q.， J. Mater. Chem. B， 2022， 10（4）， 562—570

[1]	MA Shuang, LYU Mingyang, ZHANG Citong, LIU Yi. Construction of Chemotherapy-Photothermal Therapy-Self-enhanced Starvation Therapy Nanoplatform and Its Application in Breast Cancer Treatment [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(1): 20240467.
[2]	ZHU Xuanqi, CUI Liying, ZHAO Xinyu, JIANG Ling, ZHANG Xue. Fe³⁺-doped Polyaminopyrrole Nanoparticles for in situ Magnetic Resonance Imaging and Photothermal Therapy of Breast Cancer [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(1): 20240156.
[3]	ZHANG Liyuan, WANG Chasina, HU Jingxiang, ZHAN Chuanlang. Research Progress on Luminescence Performance of Double Perovskite Quantum Dots Regulated by Ion Doping [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(9): 20240126.
[4]	SUN Jinghua, GUO Chunyan, DONG Jie, ZHANG Ruiping. Melanin-based Targeted Nanodrugs for Photothermal Therapy of Breast Cancer [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(8): 20230044.
[5]	WANG Ruina, SUN Ruifen, ZHONG Tianhua, CHI Yuwu. Fabrication of a Dispersible Large-sized Graphene Quantum Dot Assemblies from Graphene Oxide and Its Electrogenerated Chemiluminescence Behaviors [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(8): 20220161.
[6]	LIU Shuwei, JIN Hao, YIN Wanzhong, ZHANG Hao. Gemcitabine/polypyrrole Composite Nanoparticles for Chemo-photothermal Combination Ovarian Cancer Therapy [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(8): 20220345.
[7]	XIA Wu, REN Yingyi, LIU Jing, WANG Feng. Chitosan Encapsulated CdSe QDs Assemblies for Visible Light-induced CO₂ Reduction in an Aqueous Solution [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(7): 20220192.
[8]	FAN Xiaohui, WANG Yang, YANG Yuanyuan, ZHANG Yuhong. Preparation and Properties of Gold Nanocages/Hyaluronic Acid Core-shell Nanocarriers with pH/Enzyme/ Photothermal Multiple Responses [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(4): 20210855.
[9]	WANG Xueli, SONG Xiangwei, XIE Yanning, DU Niyang, WANG Zhenxin. Preparation， Characterization of Partially Reduced Graphene Oxide and Its Killing Effect on Human Cervical Cancer Cells [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(2): 20210595.
[10]	CHEN Shangyu, SHEN Qingming, SUN Pengfei, FAN Quli. Small-molecule-based Thermosensitive Polymer Nanoparticles for NIR-Ⅱ Fluorescence Imaging and Photothermal Therapy [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(12): 20220392.
[11]	YAO Shankun, DING Weizhong, WU Yanping, CHEN Yuncong, GUO Zijian. Research Progress in Bioimaging and Theranostics of Thioxanthene-hemicyanine Dyes [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(12): 20220568.
[12]	YE Zhuo, JI Moxuan, LIU Dingbin. Advances of Optical Probes in Atherosclerosis Imaging [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(12): 20220556.
[13]	XU Xinyu, ZHANG Letian, CAO Hui, MA Yuan, LIU Liuhui, SONG Guosheng, ZHANG Xiaobing. Recent Advances in Lipid-responsive Probes in the Imaging and Treatment of Atherosclerosis [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(12): 20220383.
[14]	ZHOU Jieqiong, HUANG Yan, ZHANG Zhiling, PANG Daiwen, TIAN Zhiquan. Water-soluble Ag₂Te Quantum Dots with Emission in the Second Near-infrared Window [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(6): 2072.
[15]	LU Feng, GONG Yi, ZHAO Ting, ZHAO Ning, JU Wenwen, FAN Quli, HUANG Wei. Seedless Synthesis of Gold Nanorods with Narrow Absorption Using Binary Surfactant Mixture [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(3): 700.

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