Abstract Glucose is a key energy supplier and nutrient for tumor growth. Herein, inspired by the glucose oxidase (GOx)‐assisted conversion of glucose into gluconic acid and toxic H 2 O 2 , a novel treatment paradigm of starving‐like therapy is developed for significant tumor‐killing effects, more effective than conventional starving therapy by only cutting off the energy supply. Furthermore, the generated acidic H 2 O 2 can oxidize l ‐Arginine ( l ‐Arg) into NO for enhanced gas therapy. By using hollow mesoporous organosilica nanoparticle (HMON) as a biocompatible/biodegradable nanocarrier for the co‐delivery of GOx and l ‐Arg, a novel glucose‐responsive nanomedicine ( l ‐Arg‐HMON‐GOx) has been for the first time constructed for synergistic cancer starving‐like/gas therapy without the need of external excitation, which yields a remarkable H 2 O 2 –NO cooperative anticancer effect with minimal adverse effect.

CsPbX3 (X = Cl, Br, I) perovskite quantum dots (QDs) are potential emitting materials for illumination and display applications, but toxic Pb is not environment- and user-friendly. In this work, we demonstrate the partial replacement of Pb with Mn through phosphine-free hot-injection preparation of CsPbxMn1-xCl3 QDs in colloidal solution. The Mn substitution ratio is up to 46%, and the as-prepared QDs maintain the tetragonal crystalline structure of the CsPbCl3 host. Meaningfully, Mn substitution greatly enhances the photoluminescence quantum yields of CsPbCl3 from 5 to 54%. The enhanced emission is attributed to the energy transfer of photoinduced excitons from the CsPbCl3 host to the doped Mn, which facilitates exciton recombination via a radiative pathway. The intensity and position of this Mn-related emission are also tunable by altering the experimental parameters, such as reaction temperature and the Pb-to-Mn feed ratio. A light-emitting diode (LED) prototype is further fabricated by employing the as-prepared CsPbxMn1-xCl3 QDs as color conversion materials on a commercially available 365 nm GaN LED chip.

Adult mammalian CNS neurons do not normally regenerate their severed axons. This failure has been attributed to scar tissue and inhibitory molecules at the injury site that block the regenerating axons, a lack of trophic support for the axotomized neurons, and intrinsic neuronal changes that follow axotomy, including cell atrophy and death. We studied whether transplants of fibroblasts genetically engineered to produce brain-derived neurotrophic factor (BDNF) would promote rubrospinal tract (RST) regeneration in adult rats. Primary fibroblasts were modified by retroviral-mediated transfer of a DNA construct encoding the human BDNF gene, an internal ribosomal entry site, and a fusion gene of lacZ and neomycin resistance genes. The modified fibroblasts produce biologically active BDNF in vitro . These cells were grafted into a partial cervical hemisection cavity that completely interrupted one RST. One and two months after lesion and transplantation, RST regeneration was demonstrated with retrograde and anterograde tracing techniques. Retrograde tracing with fluorogold showed that ∼7% of RST neurons regenerated axons at least three to four segments caudal to the transplants. Anterograde tracing with biotinylated dextran amine revealed that the RST axons regenerated through and around the transplants, grew for long distances within white matter caudal to the transplant, and terminated in spinal cord gray matter regions that are the normal targets of RST axons. Transplants of unmodified primary fibroblasts or Gelfoam alone did not elicit regeneration. Behavioral tests demonstrated that recipients of BDNF-producing fibroblasts showed significant recovery of forelimb usage, which was abolished by a second lesion that transected the regenerated axons.

Atomistic molecular dynamics (MD) simulations of a G4-NH(2) PAMAM dendrimer were carried out in aqueous solution using explicit water molecules and counterions (with the Dreiding III force field optimized using quantum mechanics). Our simulations predict that the radius of gyration (R(g)) of the dendrimer changes little with pH from 21.1 A at pH approximately 10 (uncharged PAMAM) to 22.1 A at pH approximately 5 (charged with 126 protons), which agrees quantitatively with recent small angle neutron scattering (SANS) experiments (from 21.4 A at pH 10 to 21.5 A at pH 5). Even so we predict a dramatic change in the conformation. The ion pairing in the low pH form leads to a locally compact dense shell with an internal surface area only 37% of the high pH form with a dense core. This transformation from "dense core" at high pH to "dense shell" at low pH could facilitate the encapsulation and release of guest molecules (e.g., drugs) using pH as the trigger, making dendrimers a unique drug delivery vehicle.

Combinational administration of chemotherapy (CT) and photothermal therapy (PTT) has been widely used to treat cancer. However, the scheduling of CT and PTT and how it will affect the therapeutic efficacy has not been thoroughly investigated. The challenge is to realize the sequence control of these two therapeutic modes. Herein, we design a temperature sensitive upconversion nanocomposite for CT-PTT combination therapy. By monitoring the microscopic temperature of the nanocomposite with upconversion luminescence, photothermal effect can be adjusted to achieve thermally triggered combination therapy with a sequence of CT, followed by PTT. We find that CT administered before PTT results in better therapeutic effect than other administration sequences when the dosages of chemodrug and heat are kept at the same level. This work proposes a programmed method to arrange the process of combination cancer therapy, which takes full advantage of each therapeutic mode and contributes to the development of new cancer therapy strategies.

Recently, platinum (Pt) nanoparticles (NPs) have received increasing attention in the field of catalysis and medicine due to their excellent catalytic activity. To rationally design Pt NPs for these applications, it is crucial to understand the mechanisms underlying their catalytic and biological activities. This article describes a systematic study on the Pt NP-catalyzed decomposition of hydrogen peroxide (H2O2) and scavenging of superoxide (O2˙−) and singlet oxygen (1O2) over a physiologically relevant pH range of 1.12–10.96. We demonstrated that the catalytic activities of Pt NPs can be modulated by the pH value of the environment. Our results suggest that Pt NPs possess peroxidase-like activity of decomposing H2O2 into ˙OH under acidic conditions, but catalase-like activity of producing H2O and O2 under neutral and alkaline conditions. In addition, Pt NPs exhibit significant superoxide dismutase-like activity of scavenging O2˙− under neutral conditions, but not under acidic conditions. The 1O2 scavenging ability of Pt NPs increases with the increase in the pH of the environment. The study will provide useful guidance for designing Pt NPs with desired catalytic and biological properties.

The clearance of nanoparticles (NPs) by mononuclear phagocyte system (MPS) from blood leads to high liver and spleen uptake and negatively impacts their tumor delivery efficiency. Here we systematically evaluated the in vitro and in vivo nanobio interactions of a two-dimensional (2D) model, gold (Au) nanorings, which were compared with Au nanospheres and Au nanoplates of similar size. Among different shapes, Au nanorings achieved the lowest MPS uptake and highest tumor accumulation. Among different sizes, 50 nm Au nanorings showed the highest tumor delivery efficiency. In addition, we demonstrated the potential use of Au naonrings in photoacoustic imaging and photothermal therapy. Thus, engineering the shape, surface area, and size of Au nanostructures is important in controlling NP–MPS interactions and improving the tumor uptake efficiency.

CdS has been shown to be an excellent photon trap with strong absorption of light at visible and near-infrared wavelengths. The use of CdS for phase change material (PCM) modification can significantly improve its photothermal conversion performance. However, due to the unique energy band structure of CdS, the difficulty in electron conduction leads to poor thermal conductivity. This problem can be improved by introducing high thermal conductivity nanometals for modification, however, the effective combination of CdS and nanometals has been challenging. In this study, a new preparation strategy is demonstrated, in which Ag nanoparticles (NPs) with similar lattice parameters and crystalline coordination to CdS is first introduced on the surface of carbonized melamine foam (CMF), followed by the introduction of CdS NPs. This similar structure helps to form a better interfacial bond between CdS and Ag. The resulting stabilized structure enables the composite phase change material (CPCM) to achieve 96.1 % PEG loading with an ultra-high photothermal conversion efficiency of 94.6 %, thermal conductivity of 0.61 W/m∙K, and excellent antimicrobial activity. This study provides valuable guidance for the engineering design of CPCM with high photothermal conversion performance and suggests its practical application value in seawater evaporation and thermal management of medical devices.