论文部分内容阅读
乳腺癌是严重威胁女性身体健康的恶性肿瘤之一,化疗仍是主要治疗手段。由于化疗药物选择性差,副作用大,如何将化疗药物高效的聚集在肿瘤部位,减少体内循环中的损失,并在肿瘤部位高效发挥治疗作用,成为肿瘤治疗的关键。此外,寻求与化疗具有协同增强作用的一体化治疗,也是目前肿瘤治疗面临的重要问题。针对以上问题,本课题拟构建一种兼具钙离子生成、肿瘤微酸环境响应药物释放及近红外光（Near Infrared,NIR）照射实现热疗的多功能复合纳米粒作为肿瘤治疗的多功能载体,在促进药物在肿瘤部位的释放和聚集的同时,实现化疗、线粒体钙离子超载和光热治疗三位于一体,协同增强乳腺癌的治疗。中空介孔硫化铜纳米粒（Hollow Mesoporous Copper Sulfide Nano-Particles,HMCuS NPs）是一种NIR吸收材料,光热转化效率高、比表面积大、分散性好、载药量高。然而,HMCuS NPs达到肿瘤部位后不能快速崩解释药,体内不易降解,代谢缓慢,从而限制了其在医学领域的应用。本课题以中空介孔硫化铜为基础,通过掺杂pH敏感材料磷酸钙（Calcium Phosphate,CaP）,构建一种新型的复合纳米粒（HMCuS@CaP NPs）,使其同时具有光热转化能力和肿瘤微酸环境响应性,实现药物的控释。CaP的掺杂一方面提高了HMCuS NPs的pH敏感性,更为重要的是,载体崩解导致细胞内钙离子显著增加。另一方面则由于载体崩解后形成小纳米颗粒,促进纳米载体在体内的代谢,减少HMCuS NPs体内滞留时间,从而降低载体毒性。通过物理吸附法装载天然抗肿瘤药物姜黄素（Curcumin,Cur）,为提高该多功能纳米粒的水分散性和生物相容性,同时避免Cur在体内循环时提前泄露,采用低毒的高分子普郎尼克F68对HMCuS@CaP-Cur进行表面修饰,从而对HMCu S@CaP NPs的孔道实现高效封堵。最终得到兼具pH响应及钙离子生成的集化疗、离子损伤治疗、热疗于一体的多功能药物递送系统（HMCuS@CaP-Cur-F68）。钙离子作为细胞内一种重要的信号分子,调控着细胞的生理机能,如细胞周期、细胞凋亡和细胞增殖等方面。线粒体内钙离子超载被认为是引起肿瘤细胞毒性的原因,且通常导致细胞坏死和凋亡。pH响应型多功能药物递送系统（HMCuS@CaP-Cur-F68）到达肿瘤部位后,载体崩解,实现抗癌药物Cur快速释放的同时,载体崩解产生大量钙离子,致使钙离子信号传导重塑,进而导致细胞内钙离子持续增加。载体崩解释放的钙离子在肿瘤细胞线粒体内沉积,与姜黄素协同作用于线粒体,致使细胞色素c从线粒体释放进入细胞质,线粒体膜电位（ΔΨ）降低,从而诱导肿瘤细胞凋亡。此外,该多功能纳米给药体系（HMCuS@CaP-Cur-F68）在NIR光的照射下有着良好的光热转换能力,达到热疗效果的同时,破坏HMCuS NPs的晶格,更有利于HMCuS@CaP NPs的崩塌,促进抗肿瘤药物Cur和钙离子的释放,诱导线粒体钙离子沉积,进而起到化疗、离子损伤治疗和热疗三者协同增强乳腺癌治疗的作用。本课题通过透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope,TEM）,扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）,原子力显微镜（Atomic Force Microscopy,AFM）,能谱（Energy Disperse Spectroscopy,EDS）,氮气吸附脱附实验,证明我们已经成功将CaP掺杂到HMCuS NPs中,从而得到粒径在100-200 nm之间,比表面积约123.68 m2/g,平均孔径约3.5 nm,均匀分散的球形中空介孔复合纳米载体HMCuS@CaP NPs。通过紫外可见光扫描图谱和高效液相法载药率的测定,证明新型复合纳米载体HMCuS@CaP NPs成功并高效装载天然抗肿瘤药物Cur,其中载药率高达64.86%。pH敏感性实验和在不同pH条件下的药物释放曲线,说明HMCuS@CaP-Cur-F68具有极其敏感的pH响应性,在pH 6.5和5.0时,载体崩解释放大量药物,12 h内Cur的累积释放率高达52.8%和84%,并且在2 h内均有药物大量释放现象,然而在正常生理条件下（pH约7.4）12 h内Cur的累积释放率低于20%。NIR光照射后发热曲线和体内发热实验,证明了HMCuS@CaP NPs具有良好光热转化效率,能高效的将光能转化为热能。同时,体内、体外实验表明,该多功能给药体系（HMCuS@CaP-Cur-F68）具有以下特点:1.载体崩解产生的Ca2+和Cur协同增加细胞内Ca2+,通过线粒体途径如诱导线粒体膜电位、ATP含量的降低,细胞色素c的增加等方面,诱导肿瘤细胞凋亡,实现高效、精准、低毒的乳腺癌治疗。2.能特异响应肿瘤微酸环境,促进载体崩塌,实现药物快速释放的同时促进载体的代谢,减少体内滞留时间,从而降低毒副作用。3.实现化疗、离子损伤治疗、光热治疗一体化,提高了乳腺癌的治疗效果。4.有良好的生物相容性和稳定性。