基于可变形金纳米簇聚集体的癌症放射/基因协同治疗研究

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放射治疗是治疗癌症的主要方法之一,已经广泛应用于临床。但是大剂量的辐射在杀伤肿瘤组织的同时也会伤害正常组织。为了解决这一问题,放射增敏剂受到了研究人员的关注。纳米放射增敏剂由于其独特的理化性质,更是成为了肿瘤放射治疗的强有力工具。其中,金纳米放射增敏剂由于具有强的X射线吸收、易于修饰以及良好的生物相容性等优点,被广泛地应用于肿瘤的放疗。然而,金纳米放射增敏剂在肿瘤部位渗透/滞留的困境以及肿瘤细胞对放射治疗的固有抵抗性,都为放射治疗在临床上的应用造成了困难。因此,设计一种肿瘤微环境响应性的尺寸可变的金纳米放射增敏剂是非常迫切的。此外,anti-survivin反义寡核苷酸(ASON)可以通过抑制肿瘤中survivinmRNA的表达削弱肿瘤细胞对放疗的抗性。基于以上的研究背景,本文通过合成pH响应性的尺寸可变金簇聚集体,并负载anti-survivin反义寡核苷酸(命名为AuNC-ASON),在增强肿瘤的渗透/滞留的同时可以提高肿瘤的放射敏感性,从而实现放射与基因的协同治疗。目的:研究AuNC-ASON纳米材料能否安全高效的实现肿瘤的放射与基因的协同治疗。材料和方法:我们制备了 AuNC-ASON纳米材料,并对其理化性质进行了一系列表征,并在体外测试了 AuNC-ASON对肿瘤细胞的放射增敏性、基因治疗的效率和放射/基因的协同治疗效果。最后,在体内验证了 AuNC-ASON与X-ray联用后的协同抗肿瘤效果。结果:在本课题中,谷胱甘肽修饰的超小金纳米簇(AuNC)在中性条件下(pH7.4)被聚烯丙基铵盐酸盐(PAH)组装成聚集体,形成的AuNC聚集体增强了 AuNC放射增敏剂在肿瘤中的积累和滞留。同时,酸性肿瘤微环境会改变多环芳烃与谷胱甘肽增敏表面配体之间的静电相互作用,引发AuNC聚集体的解体,实现AuNC放射增敏剂的肿瘤穿透和高效的肾脏清除。此外,AuNC聚集体是一种良好的基因载体,pH响应性尺寸可变的特性使其能高效的释放ASON,通过沉默survivin mRNA增强肿瘤细胞的放射敏感性,实现了肿瘤的放射/基因协同治疗。体外细胞实验表明,AuNC-ASON能有效削弱肿瘤的放射抗性,增强放射治疗效果(放射增敏比约为1.81)。动物实验表明,AuNC-ASON可以明显抑制肿瘤的生长,实现放射/基因协同治疗。结论:我们提出了一种基于可变形AuNC聚集体的放射增敏剂的协同抗癌策略,通过改善AuNC聚集体放射增敏剂的肿瘤滞留/穿透效应,并利用ASON沉默survivin基因削弱癌细胞的放射抗性,来增强肿瘤的放射/基因治疗。本课题提出的基于可变形金簇聚集体纳米放射增敏剂用于协同治疗肿瘤的概念,可以作为一种通用策略来指导设计响应性的多功能纳米系统用于癌症治疗。
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