Combination chemo-photothermal therapy appears to be one of the next generations of cancer treatment. In this study hollow gold nanostars (HGNSs) and gold nanocages (GNCs) were synthesized and stabilized with thermo-pH-sensitive thiol-end capped ABC triblock copolymer poly(acrylic acid)-b-poly(N isopropylacrylamide)-b-poly (e-caprolactone)-SH; PAA-b-PNIPAAm-b-PCL-SH (GNSs@Pol). Doxorubicin (Dox) was conjugated to the GNSs@Pol nanostructures via ionic interaction, covalent attachment and hydrogen bonding (GNSs@Dox-Pol). The physicochemical characteristics of prepared GNSs@Pol and GNSs were assessed using dynamic light scattering (DLS), transmission electron microscopy (TEM) and zeta potential techniques. Cytocompatibility of the GNSs@Pol was studied by hemolysis assay and MTT assay. The chemo-photothermal therapy (PTT) potential of GNSs@Dox-Pol was compared on MCF7 cells using MTT assay, cell cycle, DAPI staining and Annexin-V apoptosis assay techniques. Cell internalization results showed an almost complete uptake of GNSs@Pol by MCF-7 cells in the first 3 h of treatment. The heat generation measurement results showed that both of GNSs have a potential for light to heat conversion (∆T = 23–27 ºC) and HGNSs demonstrated better efficiency than GNCs after 10-min exposure to NIR irradiation. Following chemo-photothermal treatment, the highest cell mortality (90%) and apoptotic effects (97% apoptosis) were observed in HGNSs@Dox-Pol received laser irradiation treatment group. This work highlights the potential application of designed GNSs@Dox-Pol in a combinational chemo-PTT to treat breast cancer cells.

中文翻译：

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热/pH响应聚合物包覆的金纳米笼和空心纳米星对乳腺癌细胞化学光热治疗的比较影响

联合化学光热疗法似乎是下一代癌症治疗方法之一。在这项研究中，合成了空心金纳米星（HGNSs）和金纳米笼（GNCs），并用热-pH 敏感硫醇封端的 ABC 三嵌段共聚物聚（丙烯酸）-b-聚（N 异丙基丙烯酰胺）-b-聚（ e-己内酯)-SH；PAA-b-PNIPAAm-b-PCL-SH (GNSs@Pol)。多柔比星 (Dox) 通过离子相互作用、共价连接和氢键 (GNSs@Dox-Pol) 与 GNSs@Pol 纳米结构缀合。使用动态光散射 (DLS)、透射电子显微镜 (TEM) 和 zeta 电位技术评估制备的 GNSs@Pol 和 GNSs 的理化特性。通过溶血试验和 MTT 试验研究了 GNSs@Pol 的细胞相容性。使用 MTT 测定、细胞周期、DAPI 染色和膜联蛋白-V 细胞凋亡测定技术在 MCF7 细胞上比较了 GNSs@Dox-Pol 的化学光热疗法 (PTT) 潜力。细胞内化结果显示 MCF-7 细胞在处理的前 3 小时几乎完全吸收 GNSs@Pol。发热测量结果表明，两种 GNSs 都具有光热转换的潜力（ΔT = 23–27 ºC），并且 HGNSs 在暴露于近红外辐射 10 分钟后表现出比 GNCs 更好的效率。在化学光热治疗后，在 HGNSs@Dox-Pol 接受激光照射治疗组中观察到最高的细胞死亡率（90%）和凋亡效应（97% 凋亡）。这项工作突出了设计的 GNSs@Dox-Pol 在联合化学 PTT 治疗乳腺癌细胞中的潜在应用。细胞内化结果显示 MCF-7 细胞在处理的前 3 小时几乎完全吸收 GNSs@Pol。发热测量结果表明，两种 GNSs 都具有光热转换的潜力（ΔT = 23–27 ºC），并且 HGNSs 在暴露于近红外辐射 10 分钟后表现出比 GNCs 更好的效率。在化学光热治疗后，在 HGNSs@Dox-Pol 接受激光照射治疗组中观察到最高的细胞死亡率（90%）和凋亡效应（97% 凋亡）。这项工作突出了设计的 GNSs@Dox-Pol 在联合化学 PTT 治疗乳腺癌细胞中的潜在应用。细胞内化结果显示 MCF-7 细胞在处理的前 3 小时几乎完全吸收 GNSs@Pol。发热测量结果表明，两种 GNSs 都具有光热转换的潜力（ΔT = 23–27 ºC），并且 HGNSs 在暴露于近红外辐射 10 分钟后表现出比 GNCs 更好的效率。在化学光热治疗后，在 HGNSs@Dox-Pol 接受激光照射治疗组中观察到最高的细胞死亡率（90%）和凋亡效应（97% 凋亡）。这项工作突出了设计的 GNSs@Dox-Pol 在联合化学 PTT 治疗乳腺癌细胞中的潜在应用。发热测量结果表明，两种 GNSs 都具有光热转换的潜力（ΔT = 23–27 ºC），并且 HGNSs 在暴露于近红外辐射 10 分钟后表现出比 GNCs 更好的效率。在化学光热治疗后，在 HGNSs@Dox-Pol 接受激光照射治疗组中观察到最高的细胞死亡率（90%）和凋亡效应（97% 凋亡）。这项工作突出了设计的 GNSs@Dox-Pol 在联合化学 PTT 治疗乳腺癌细胞中的潜在应用。发热测量结果表明，两种 GNSs 都具有光热转换的潜力（ΔT = 23–27 ºC），并且 HGNSs 在暴露于近红外辐射 10 分钟后表现出比 GNCs 更好的效率。在化学光热治疗后，在 HGNSs@Dox-Pol 接受激光照射治疗组中观察到最高的细胞死亡率（90%）和凋亡效应（97% 凋亡）。这项工作突出了设计的 GNSs@Dox-Pol 在联合化学 PTT 治疗乳腺癌细胞中的潜在应用。