克服肿瘤乏氧的超分子纳米粒的制备及其增强光动力疗效的研究

来源 :福建中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aibang027123456
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背景及目的:光动力疗法(Photodynamic therapy,PDT)主要通过富集在肿瘤组织的光敏剂将光能转移至周围的氧气分子,产生活性氧簇(Reactive oxygen species,ROS),通过ROS的强氧化作用诱导肿瘤细胞的死亡。因此,氧气在肿瘤的光动力治疗中起着至关重要的作用,然而肿瘤乏氧的微环境严重影响了光动力治疗的疗效。为解决上述问题,本课题制备出装载光敏剂维替泊芬(Verteporfin,VER)和耗氧抑制剂阿托伐醌(Atovaquone,ATO)的超分子纳米粒(VER-ATO-supramolecular nanoparticles,VER-ATO-SMN),利用超分子纳米载体制备方法简单、药物装载率高及靶向性好等优点,共递送光敏剂和耗氧抑制剂至肿瘤组织,通过抑制肿瘤细胞自身呼吸耗氧,提高细胞内氧含量,从而增强光敏剂介导的光动力治疗疗效。方法:1.采用纳米沉淀法制备装载光敏剂VER、耗氧抑制剂ATO及稳定剂聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP-K30)的VER-ATO-SMN,并对其处方进行优化筛选。通过纳米粒度仪、透射电子显微镜(TEM)对其粒径、Zeta电位和形貌等进行表征。2.通过紫外分光光度计的扫描及高效液相色谱的测定,考察药物的装载结果;通过在不同生理条件下放置,测定纳米粒7天内的粒径变化,考察其溶液稳定性;通过测定激光照射不同时间下VER-ATO-SMN的紫外吸收光谱变化,考察其光稳定性;通过测定加入不同试剂后VER-ATO-SMN的粒径变化,对其形成的机理进行探索。3.以游离VER和VER脂质体为对照,通过细胞摄取试验、细胞毒性试验、ROS产生量测定以及溶解氧的测定,评价细胞对该体系的摄取效果、VER-ATO-SMN对肿瘤细胞的杀伤效果以及对其增强PDT效果可能的机理进行探索。4.构建BALB/c小鼠4T1荷瘤模型,通过小动物活体成像仪考察药物在小鼠各重要器官及肿瘤组织的分布情况,确定PDT照光时间点。通过不同治疗组的肿瘤生长状况评价其疗效,通过观察给药后小鼠体重及脏器和肿瘤的病理学切片分析VER-ATO-SMN的安全性及肿瘤损伤情况。结果:1.VER-ATO-SMN的优化处方为:VER、ATO投药质量比为1:1(wt%=0.04%),PVP-K30用量100 mg(wt%=1.96%),N,N-二甲基甲酰胺:水=1:10(v/v)。2.制得VER-ATO-SMN溶液呈墨绿色,TEM下显示其形态为规则球形,粒径大小为90 nm;水合动力学直径为101.21±4.30 nm,多分散指数为0.232±0.026,Zeta电位为-16.6±0.3 m V。3.两种药物成功装载,VER和ATO的包封率分别为70.86%、77.52%,载药量分别为44.08%、48.22%;VER-ATO-SMN的光稳定性良好,在模拟生理条件溶液中放置稳定,形成作用力主要为疏水作用力。4.细胞毒性实验结果表明,VER-ATO-SMN可有效增强PDT对4T1细胞的杀伤作用,其细胞杀伤能力约为VER-Liposome的1.63倍、free VER的1.73倍。其机制可能是它能够更有效地被肿瘤细胞摄取,并通过降低细胞的呼吸耗氧,提高细胞内的氧浓度,从而增加PDT产生的活性氧数量,加速诱导细胞的凋亡。5.小动物活体成像结果表明,药物主要分布于肝脏和肿瘤,且在给药6 h后肿瘤组织中药物累积达到最大。给予小鼠不同治疗处理后,抗肿瘤结果表明,VER-ATO-SMN能够更有效地抑制肿瘤生长,肿瘤部位发生明显的坏死,甚至部分肿瘤完全消融。且该体系对小鼠的重要器官和正常生长无不良影响,具有一定的有效性和安全性。结论:本文成功构建了克服肿瘤乏氧的超分子纳米粒VER-ATO-SMN,其具有较高的药物装载效率,生理条件下稳定,在体内体外均具有较好的增强光动力治疗的效果。
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