近年来，纳米药物在癌症治疗方面受到了广泛关注。将药物高效输送到细胞内靶点是纳米药物研发的中心法则，但细胞外靶点在癌症治疗中同样重要，分布于细胞外的纳米药物对疗效的贡献却远远未被理解。
定量纳米药物的细胞内外分布是考察其治疗贡献的前提条件，由于复杂的肿瘤微环境，蓄积于肿瘤部位的纳米药物只有一小部分可以被肿瘤细胞内吞，其他都被阻滞于细胞外区域。然而，常规的定量和成像方法只能提供纳米药物的宏观组织分布，而不能提供其在细胞内和细胞外分布的详细信息。因此，定量纳米药物的细胞内外分布，并进一步考察它们的治疗贡献仍然是一个巨大的挑战。
北京大学药学院天然药物及仿生药物国家重点实验室汪贻广团队在Nature Communications在线发表了题为：Dissecting extracellular and intracellular distribution of nanoparticles and their contribution to therapeutic response by monochromatic ratiometric imaging（单色比率成像技术解析纳米药物的细胞内外分布及其对治疗效应的贡献）的研究论文。
汪贻广团队基于课题组已有的pH超敏感（Ultra-pH-sensitive, UPS）纳米技术平台，开发了一种pH/光双重响应型的单色比率成像纳米粒（MRIN），其可通过响应于细胞内的酸性pH和近红外光依次打开细胞内和细胞外的荧光信号，实现对纳米药物细胞内外分布的精准解析。通过MRIN纳米技术，纳米粒在不同肿瘤模型中的细胞外和细胞内分布被准确定量，二者占比分别为65%-80%和20%-35%。
采用该项技术，汪贻广团队成功解析了细胞外分布的纳米光敏剂对肿瘤治疗的贡献。结果显示：与单纯细胞内光动力效应相比，细胞内外联合光动力疗法通过破坏肿瘤细胞外基质和促进肿瘤细胞失巢凋亡等机制显著抑制了肿瘤生长和转移，使肿瘤治疗效应得到最大化。该项研究为精确量化纳米药物的微观分布和设计多功能化纳米药物提供了新策略。
