【摘 要】
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背景:临床上肿瘤主要治疗手段包括手术、化学疗法、放射疗法、免疫治疗以及联合治疗等。然而,化疗、放疗等手段无靶向性,且有毒副作用。因此,迫切需要一种肿瘤靶向性强且毒副作用小的新方案。纳米药物能够在肿瘤部位富集且毒性低,可以通过靶向细胞膜包裹纳米材料的方式进行精准靶向递送,治疗恶性肿瘤。方法:在293T细胞膜上表达间皮素抗体,制备靶向间皮素的细胞膜(Mesothelin targeted membra
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背景:临床上肿瘤主要治疗手段包括手术、化学疗法、放射疗法、免疫治疗以及联合治疗等。然而,化疗、放疗等手段无靶向性,且有毒副作用。因此,迫切需要一种肿瘤靶向性强且毒副作用小的新方案。纳米药物能够在肿瘤部位富集且毒性低,可以通过靶向细胞膜包裹纳米材料的方式进行精准靶向递送,治疗恶性肿瘤。方法:在293T细胞膜上表达间皮素抗体,制备靶向间皮素的细胞膜(Mesothelin targeted membrane,MTM),通过免疫共沉淀和活体动物成像等实验验证其靶向性。合成纳米材料HFe-TA,加载乳酸氧化酶(Lox),得到Lox@HFe-TA。用靶向细胞膜包被Lox@HFe-TA,制备MTM@Lox@HFe-TA纳米颗粒。通过活死细胞染色、流式细胞术、Edu染色等实验在细胞水平检测MTM@Lox@HFe-TA联合替拉扎明(Tirapazamine,TPZ)抗肿瘤效应,并初步研究其抗肿瘤机制。体内实验通过小鼠皮下瘤模型和肺转移验证MTM@Lox@HFe-TA联合TPZ抗肿瘤效果并且检测其生物安全性。结果:(1)材料制备:首先制备可以靶向间皮素的细胞膜。之后合成HFe-TA,HFe-TA含有Fe2+,Fe2+具备芬顿作用,可以和H2O2反应产生大量自由基;且生成的Fe3+可以在TA的作用下重新还原成Fe2+。随后,将Lox加载于HFe-TA上,并进行相关验证。用MTM包被Lox@HFe-TA,制备MTM@Lox@HFe-TA纳米颗粒。观察MTM@Lox@HFe-TA纳米颗粒形貌结构和Zeta电位,发现细胞膜顺利包裹Lox@HFe-TA。MTM@Lox@HFe-TA具有分解乳酸;消耗氧气;生成过氧化氢的能力。最后通过细胞实验及活体动物成像,证明MTM@Lox@HFe-TA具备肿瘤细胞靶向性。(2)体外实验:通过MTT实验、活死细胞染色和流式细胞术来检测MTM@Lox@HFe-TA联合TPZ对肿瘤的杀伤作用。Ed U实验证明MTM@Lox@HFe-TA联合TPZ可以抑制细胞增殖。同时联合应用TPZ可以逆转Lox导致的Hif-1α上调,逆转上皮间质转化,抑制4T1细胞的迁移。对MTM@Lox@HFe-TA联合TPZ的抗肿瘤机制也进行研究。发现其主要机制是通过Lox分解乳酸,诱导缺氧和过氧化氢生成,进一步具有芬顿作用的HFe-TA和过氧化氢反应产生活性氧(ROS);同时,TPZ在缺氧状态下激活进一步杀伤4T1细胞。TPZ可以逆转Lox导致的Hif-1α上调,其主要是通过磷酸化e IF2α,负向调控Hif-1α,最终抑制肿瘤迁移。(3)体内实验:构建Balb/c小鼠皮下瘤模型。成瘤后实验组尾静脉注射MTM@Lox@HFe-TA联合腹腔注射TPZ(每4天一次)。期间我们每两天记录一次小鼠的体重和肿瘤大小。结果发现:MTM@Lox@HFe-TA+TPZ抑瘤率达到85%,抗肿瘤效应显著。通过肺转移模型,检测了MTM@Lox@HFe-TA+TPZ对肿瘤转移的影响,结果发现:MTM@Lox@HFe-TA+TPZ组肺转移灶明显减少。收集肿瘤组织和脏器,检测H&E染色及免疫组化。结果显示:MTM@Lox@HFe-TA+TPZ抑制了肿瘤增殖,导致肿瘤凋亡;心、肝、脾、肺、肾切片的H&E染色显示主要脏器无损伤。检查血液上清生化指标,结果显示:MTM@Lox@HFe-TA+TPZ对器官功能无影响,ALT、AST、CREA水平正常,生物安全性良好。结论:MTM@Lox@HFe-TA联合TPZ通过Fe2+的芬顿作用和Lox分解乳酸作用相协同产生ROS,营造缺氧环境激活TPZ,可以显著的肿瘤杀伤、抑制增殖;TPZ可以磷酸化e IF2α,负向调控Hif-1α,抑制肿瘤转移。MTM@Lox@HFe-TA联合TPZ具有良好的生物安全性。
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