蜂毒肽功能化膜包覆光控释药纳米粒用于乳腺癌的精准治疗

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乳腺癌作为全球范围内最常见的癌症之一,严重威胁着女性的健康。化疗作为乳腺癌传统治疗方式之一,仍存在选择性差和副作用大等问题。如何提高药物靶向肿瘤部位、实现药物的精准释放,成为治疗三阴性乳腺癌的关键。近年来,生物膜包纳米粒由于可以继承膜来源细胞表面的所有特性,使其具有多种仿生特性。使用肿瘤细胞膜包裹的纳米粒具有较强的同源肿瘤靶向作用,因此在肿瘤的预防、诊断与治疗中得到广泛研究。此外,通过细胞膜表面功能化可赋予生物膜包纳米粒新的功能,在肿瘤治疗上具有应用潜力。基于此,本文构建了蜂毒肽功能化膜包覆光控释药系统实现乳腺癌的精准治疗。首先利用上转换纳米粒与紫外光诱导的药物释放系统实现化疗药物的光控精准释放,之后通过肿瘤细胞膜包裹与蜂毒肽的融合,既可提供同源靶向性,也可利用蜂毒肽的穿孔作用协同化疗药物清除肿瘤。本研究的主要内容以及结果如下:(1)利用热分解法合成粒径均一、荧光性能良好的b六方相上转换纳米粒(Na YF4:Yb,Tm@Na Yb F4:Nd@Na Gd F4,UCNPs)。通过酯化反应与酰胺缩合反应将光敏连接体与化疗药物9-氨基喜树碱(ACPT)偶联在UCNPs上,构建近红外光诱导纳米释药系统(U-ACPT),近红外光照20 min可使药物释放率达到80%以上。傅里叶变换红外光谱(FTIR)结果显示U-PEG和U-ACPT在1160 cm-1附近均有PEG链的-CH2O-结构的吸收峰;U-ACPT在1460 cm-1/1540 cm-1处新出现的吸收峰为-CO-C-酯键的伸缩振动峰,在600 cm-1附近新出现的吸收峰为ACPT苯环上氢的形变振动峰。通过紫外吸收光谱确定光敏连接体的偶联量为3.2 wt%,化疗药物的偶联量为0.44 wt%。(2)将4T1膜包裹在U-ACPT外构建U-ACPT@M;进一步与蜂毒肽融合,获得到U-ACPT@MM。通过透射电镜观察与SDS-PAGE电泳表明4T1细胞膜的成功包覆;包膜前后Zeta电位从16.7 m V降低到-21.43 m V;与蜂毒肽融合后,Zeta电位升高到为-0.52 m V,表明蜂毒肽的成功融合。U-ACPT@MM引起的溶血率在5%以下,表明不具有明显的溶血效果。(3)体外细胞实验表明,4T1细胞对U-ACPT@MM具有最高的摄取率,近红外光照下引起的肿瘤细胞杀伤可达64.6%,引起早期凋亡和晚期凋亡比例可达28.0%和50.1%。(4)小鼠乳腺癌皮下瘤模型表明,48 h内U-ACPT@MM能有效在小鼠肿瘤部位蓄积。U-ACPT@MM+NIR组小鼠肿瘤抑瘤率可达80%;相比于PBS组,脾脏中CD4+T细胞比例升高近1.2倍,淋巴结中成熟树突状细胞比例升高近2倍,小鼠肿瘤内浸润性CD8+T淋巴细胞比例提高近3倍、M2型巨噬细胞比例下降近50%。表明U-ACPT@MM在NIR光照下可有效激活机体抗肿瘤免疫反应。少的肺转移结节数还表明U-ACPT@MM具有一定的抗肿瘤转移效果。综上所述,蜂毒肽功能化的4T1细胞膜包覆的光控释药系统U-ACPT@MM在近红外光照下具有良好的抗肿瘤效果,低的副作用,在4T1乳腺癌的精准治疗中具有良好的应用前景。
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