卟啉MOF协同拉帕醌增强型光动治疗复合载药体系的构建

来源 :燕山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunjf2008
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在癌症治疗中,传统治疗手段均存在一定的弊端,术后复发风险高,急需探寻新型高效、安全的治疗手段。金属有机框架具有极高的比表面积、孔隙体积好和功能多样的特点,在药物递送中的应用引起了极大关注。本课题构建了一种多模式联合增强型光动治疗的智能纳米载药体系,有效实现了化疗、光热治疗、光动治疗和化学动力治疗的联合。该体系可通过EPR效应提供的被动靶向及核酸适配体AS1411提供的主动靶向使更多纳米粒子积累于肿瘤部位,实现温度和p H双控释药,增加了药物治疗的精准性。主要研究结果如下:1.通过溶剂热法合成了多孔配位网络框架(Porous Coordination Network,PCN)纳米粒子,将化疗药物拉帕醌(Lapachone,LPC)负载其中,通过氧化聚合方式将聚多巴胺(Polydopamine,PDA)包裹在PCN纳米粒子表面,通过螯合作用与化学键作用,将Fe3+和适配体AS1411与PDA连接,构建了核壳结构多功能靶向纳米载药系统LPC@PCN@PDA/Fe3+-AS1411纳米粒子(LPPFA)。该纳米粒子可高效负载化疗药物LPC,PDA涂层具光热转化性能与p H响应药物控释,具有良好的生物相容性和安全性。光热实验、体外活性氧(Reactive Oxygen Specie,ROS)检测实验结果表明LPPFA纳米粒子具有良好的光热、光动和化学动力性能。2.细胞实验结果表明,AS1411的表面修饰可促使LPPFA纳米粒子在He La细胞中的高效积累,发挥肿瘤细胞主动靶向作用;胞内ROS检测实验结果表明LPPFA纳米粒子结合660 nm(50m W/cm~2,5min)近红外(Near Infrared,NIR)激光照射可以在肿瘤细胞内产生大量ROS,发挥光动治疗和化学动力治疗作用;CCK-8实验、活死细胞染色实验、线粒体膜电位实验以及流式细胞术实验等均表明LPPFA纳米粒子具有良好的抗肿瘤作用及诱导细胞凋亡作用。3.对荷U14宫颈癌小鼠模型尾静脉注射LPPFA并结合808 nm(2W/cm~2,10min)NIR激光照射,红外热成像结果显示LPPFA纳米粒子在体内具有优良光热性能,可发挥光热治疗作用,具有优异的肿瘤靶向性。4.小鼠荷U14宫颈癌模型建立后,对其进行LPPFA+808nm+660nm处理,结果显示与生理盐水阴性对照组相比,该药物处理组可显著抑制肿瘤的生长(P<0.01),肿瘤生长抑制率可达89.1±2.3%。与LPPFA+808nm及LPPFA+660 nm处理组相比,LPPFA+808nm+660nm处理组肿瘤生长显著减慢(P<0.05,P<0.05),说明该处理可增加肿瘤靶向性,更多的蓄积于肿瘤组织并进入肿瘤细胞。激光照射后,可实现化疗-光热治疗-光动治疗-化学动力多模式治疗的协同结合,发挥理想抗肿瘤作用。肿瘤组织切片H&E染色、TUNEL染色以及Ki67免疫组化检测结果显示该纳米粒子可通过诱导细胞凋亡和坏死显著抑制肿瘤生长。检测肿瘤组织中MDA与GSH含量的变化,证明LPPFA+808nm+660nm治疗过程中实现了增强型的光动力与化学动力在治疗,导致肿瘤组织产生过量ROS对肿瘤组织进行脂质氧化损伤。LPPFA+808nm+660nm处理组小鼠肝、肾功能指标及主要组织器官病理切片结果分析均显示,该纳米载粒子生物安全性良好,实验周期内无显著毒副作用。本文所构建的多模式联合增强型光动治疗的智能纳米载药体系,具有光热转化性能和控释药物的作用,同时可以改善肿瘤环境缺氧,可实现化疗、光热治疗、光动治疗以及化学动力治疗的有效结合,显著抑制肿瘤生长且无显著毒副作用,该研究将为恶性肿瘤的临床治疗提供实验基础数据和新思路。
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