自供氧纳米递药系统的肿瘤光动力学研究

发布时间：2020-09-07 09:53

　　 目前,具有肿瘤高特异性和低毒性的新型治疗模式-光动力学治疗(PDT),以其无创高效的优势成为新型抗癌治疗手段研究的热点。光动力学治疗发挥作用的三个基本因素是光敏剂、光源和氧气。而乏氧是肿瘤微环境的一个显著特征,大大限制了肿瘤光动力治疗的效率,所以如何提高肿瘤组织的氧气含量是实现肿瘤PDT高效治疗的关键。本课题利用肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)在肿瘤乏氧区域聚集的特点,合成了具有巨噬细胞转化功能和自产氧特征的透明质酸修饰的介孔普鲁士蓝纳米材料(HA-PB)。低分子量透明质酸可将M2型巨噬细胞转化为M1型巨噬细胞,并且具有良好的生物相容性及肿瘤靶向性等特点。将其接枝于可高效负载药物的介孔普鲁士蓝纳米粒表面,使HA-PB被巨噬细胞吞噬至肿瘤乏氧区域,并将M2型巨噬细胞转化为M1型巨噬细胞。其中M1型巨噬细胞产生的过氧化氢(H_2O_2)与具有类过氧化氢酶活性的普鲁士蓝反应产生氧气,实现体系自产氧功能。之后负载光敏剂吲哚箐绿(ICG),在近红外激光照射下实现肿瘤光热及光动力学协同治疗。体外研究表明HA-PB可高效负载ICG,载药率和包封率分别为57.6%和67.9%。体外释药结果表明,在酸性及透明质酸酶存在的条件下,HA可从PB表面脱去或降解,释放药物,实现门控和药物定点释放。体外产热及活性氧(ROS)试验证明HA-PB/ICG在近红外光激发下可将光能高效转化为局部热能,同时产生ROS。细胞实验结果证明,HA-PB可被4T1细胞和M2型巨噬细胞摄取,并能将M2型巨噬细胞逆转为M1型巨噬细胞,产生H_2O_2。进入4T1细胞后,在近红外激光照射下,可产生ROS,诱发DNA断裂,促进肿瘤细胞损伤和凋亡。抑制率结果表明HA-PB/ICG在近红外光照射下可将ICG的细胞抑制率提高2.85倍,与M2型巨噬细胞共培养联合作用后,细胞抑制率进一步增强至4.03倍。彗星实验结果表明,HA PB/ICG(37.9%)和HA-PB/ICG+M2(59.2%)在近红外激光照射下对4T1细胞造成的损伤明显高于原料药ICG组(8.2%)。体内选用4T1荷瘤小鼠为动物模型,结果表明HA PB/ICG可增强ICG在肿瘤部位的蓄积能力及滞留时间,在近红外激光照射下,HA-PB/ICG可使肿瘤部位的温度升至50.7℃,显示出优越的光热转换能力。免疫荧光及ROS冰冻切片结果表明,该递药体系可将肿瘤部位促瘤的M2型巨噬细胞逆转为抑瘤的M1型巨噬细胞,实现体内自产氧功能,缓解肿瘤的乏氧环境,降低微血管密度,抑制肿瘤血管生成。同时能够提高PDT治疗过程中ROS的产率,显著增强光敏剂对肿瘤细胞的直接杀伤作用。药效学结果表明,HA-PB/ICG自产氧递药体系在近红外激光照射下可显著抑制肿瘤增殖,治疗后的相对肿瘤体积V/V0仅为0.31,具有良好的肿瘤抑制效果。
【学位单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R917
【部分图文】：

由于其在近红外光区域具有优异的光光热和光动力学治疗[27-29]。且 ICG 在近红可以实现体内肿瘤的诊疗一体化，因此已治疗中[30, 31]。然而作为一个有潜力的光敏溶液中稳定性差、容易在体内快速降解，缺的稳定性和肿瘤特异性是一个亟待解决重要解决提供了一种有效的方法，纳米粒可以d permeation and retention，EPR）特异性靶靶部位的蓄积[34, 35]。目前，基于 ICG 的纳关注[36, 37]。Li 等合成了“智能”的叶酸（），提高了 ICG 在生物体内的稳定性，实现已证明 ICG 纳米递药体系具有显著的肿瘤瘤诊疗一体化[29, 31, 37]。这些研究结果都表内稳定性、循环时间及肿瘤靶向性等方面均得显著增强。

靶部位的蓄积[34, 35]。目前，基于 ICG 的纳关注[36, 37]。Li 等合成了“智能”的叶酸（，提高了 ICG 在生物体内的稳定性，实现已证明 ICG 纳米递药体系具有显著的肿瘤瘤诊疗一体化[29, 31, 37]。这些研究结果都表稳定性、循环时间及肿瘤靶向性等方面均得显著增强。图 1 ICG 的结构图Figure 1 Structure diagram of Indocyanine Gr

噬细胞和 M2 型巨噬细胞极化，脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）和干扰素 γ（Interferon gamma，IFN-γ）能够诱导 TAMs 转化为 M1 型巨噬细胞，而 IL-4、IL-10 和 Toll 样受体可激活 M2 型巨噬细胞。研究表明巨噬细胞活化过程具有可塑、快速且可逆性特征，是一个动态过程，具有从免疫抑制的 M2 表型细胞转化为肿瘤抑制的 M1 表型细胞的潜力。Kamat[75, 76]等已经证明活化的巨噬细胞表面过量表达透明质酸受体-CD44 受体，因此透明质酸可以通过与其表面的CD44 受体结合，进而被巨噬细胞吞噬，靶向巨噬细胞。Tran 等[77, 78]已经证明低分子量的透明质酸（截留分子量＜5kDa）作为免疫激活剂有利于 TAMs 向M1 型巨噬细胞的转化，高分子量（截留分子量＞800kDa）有利于 TAMs 转化为 M2 型巨噬细胞。Zanganneh[69]和 Song[68]等分别证明了四氧化三铁纳米粒和Man-HA-MnO2能够将 M2 型巨噬细胞逆转为 M1 型巨噬细胞，进而改善了肿瘤部位乏氧状况，显著抑制了肿瘤的增殖与扩散，增强了化疗药物的敏感性。

【参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 宛硕;黄艳;陈庭金;徐劲;余新炳;;巨噬细胞极化的研究进展[J];中国病原生物学杂志;2015年11期

2 孙蕊;朱琰;刘玉琴;;肿瘤靶向治疗药物载体的研究进展[J];药学研究;2014年05期

3 涂琦;刘勇;袁晟;;苏木素伊红染色一步法的研究及应用[J];江西医药;2012年02期

4 朱大栩;;激活巨噬细胞在肿瘤防治中的意义[J];浙江肿瘤通讯;1990年04期

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1 张慧娟;物理调控型抗肿瘤药物精准递送系统研究[D];郑州大学;2017年

2 苏云燕;基于新型普鲁士蓝纳米材料的乳腺癌诊疗一体化研究[D];南京大学;2016年

3 井立佳;癌症诊治用普鲁士蓝纳米制剂的设计制备与性能评价[D];哈尔滨工业大学;2016年

4 张辉;新型多功能无机半导体/聚合物复合水凝胶的制备与生物应用研究[D];安徽大学;2013年

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1 刘伟;透明质酸修饰的普鲁士蓝纳米粒子的制备及光热性能研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

2 吴珍;新型小分子化合物调控单核—巨噬细胞的分化及功能[D];南京大学;2013年

3 徐兴英;功能化氧化石墨烯的制备及其载药性能[D];青岛科技大学;2012年

4 王晓萍;新辅助化疗治疗Ⅰb2～Ⅱb期子宫颈癌的疗效评价[D];兰州大学;2010年

5 邱素芳;放射线诱导自杀基因在鼻咽癌的靶向表达研究[D];福建医科大学;2006年

6 李晓松;应用荧光探针活性氧检测技术对细胞光生物学效应的初步研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2004年

本文编号：2813185