研究目的:化疗-热疗的联合治疗已被证明是一种很有前途的癌症治疗策略。多种纳米材料在联合治疗中已显示出巨大的潜力,比如金、氧化石墨烯、氧化铁等。但是,它们无法确定的体内毒性限制了其在临床上的应用。在这里,我们以食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准使用的四种材料:人血清白蛋白(HSA)、D-α-生育酚琥珀酸酯(TOS)、吲哚菁绿(ICG)、阿霉素(DOX),开发一种具有良好生物相容性的多功能纳米载体,以期利用该载体实现肿瘤化学治疗与光热治疗(PTT)相结合的联合治疗策略。研究方法:1.我们利用D-α-生育酚琥珀酸酯(TOS)、人血清白蛋白(HSA)和吲哚菁绿(ICG)之间的内在相互作用力自组装形成人血清白蛋白-吲哚菁绿-D-α-生育酚琥珀酸酯纳米粒(HSA-ICG-TOS nanoparticles,缩写为HIT-NPs)。利用阿霉素(DOX)和TOS之间的离子配对,将DOX搭载到HIT-NPs上,形成搭载DOX的HIT-NPs(DOX-loaded HSA-ICG-TOS nanoparticles,缩写为DOX-loaded HIT-NPs)。通过透射电子显微镜(TEM),粒度电位分析仪,紫外可见分光光度计进行详细的表征,也评价了纳米粒的光热转换能力和药物释放能力。2.采用Cell Counting Kit-8(CCK8)实验来评价HIT-NPs和DOX-loaded HIT-NPs对小鼠乳腺癌细胞(4T1细胞)和人正常肝细胞(HL-7702细胞)的细胞毒性和生物相容性,也开展了在近红外激光照射下DOX-loaded HIT-NPs对4T1细胞的化疗-热疗的联合治疗效果。3.建立小鼠4T1乳腺癌皮下移植瘤模型,通过体内成像系统,研究了DOX-loaded HIT-NPs经小鼠尾静脉注射2 h、8 h、24 h后在4T1荷瘤小鼠中的体内分布,并评估了纳米粒在肿瘤部位的体内光热效果。4.前期研究结果表明,ICG是HIT-NPs中产生光热治疗效果的主要成分,为了增加ICG的搭载量,提高光热治疗效果,我们优化了合成处方,运用紫外分光光度计,粒度电位分析仪等多种方法对合成的HSA-ICG-TOS nanoparticlesⅡ(缩写为HIT-NPs~Ⅱ)进行表征;然后通过CCK8实验,评价了HIT-NPs~Ⅱ联合光热治疗对乳腺癌耐药细胞株(MCF-7/ADR细胞)的杀伤效果。研究结果:1.透射电子显微镜(TEM)和粒度电位分析仪显示,DOX-loaded HIT-NPs是粒径为190.2±3.0 nm近似球形的纳米粒;紫外分光光度计证明ICG、DOX成功搭载到纳米粒上;DOX-loaded HIT-NPs在近红外光激发下体外升温可达到50.6℃;DOX-loaded HIT-NPs具有pH依赖的和近红外调控的药物释放能力。2.在细胞水平上,HIT-NPs对HL-7702细胞几乎无毒性作用,但对4T1细胞具有明显的杀伤作用;DOX-loaded HIT-NPs与游离DOX一样对4T1细胞具有明显的毒性作用,但对HL-7702细胞的毒性作用低于DOX,提示纳米粒能够减轻DOX化疗对正常肝细胞的毒副作用;在近红外激光照射之后,DOX-loaded HIT-NPs对4T1细胞表现出显著的化疗-热疗的联合治疗效果。3.成功建立了小鼠4T1乳腺癌模型,DOX-loaded HIT-NPs可以有效地靶向至4T1皮下肿瘤中,在激光照射下肿瘤温度迅速升高,可达到49.0℃。4.合成的HIT-NPs~Ⅱ中的ICG含量明显增加,获得的HIT-NPs~Ⅱ具有良好的分散性,并呈现ICG浓度依赖的升温能力。细胞实验结果表明HIT-NPs~Ⅱ对HL-7702毒性作用可以忽略不计;但对MCF-7细胞和MCF-7/ADR细胞具有明显的杀伤和抑制作用。相对于单纯的HIT-NPs~Ⅱ,近红外激光照射的HIT-NPs~Ⅱ展现出良好的光热治疗效果,对乳腺癌细胞敏感株(MCF-7细胞)和耐药株(MCF-7/ADR细胞)均具有明显的联合杀伤效果。研究结论:首先,我们利用HSA、TOS和ICG内在作用力成功制备了纳米粒(HIT-NPs)。DOX可以有效地负载在这些纳米粒中。DOX-loaded HIT-NPs在近红外激光照射下表现出良好的光热转换能力。DOX-loaded HIT-NPs在体外能够明显抑制4T1细胞的生长,说明其具有良好的化学治疗效果,而在近红外光照射下,其对4T1细胞的抑制作用显著增强,体现了化疗与光热治疗的协调作用。值得注意的是,HIT-NPs对正常肝细胞(HL-7702)的细胞毒性可忽略不计,甚至可以有效降低DOX对HL-7702的毒副作用,表明其具有优良的生物相容性。然后,建立4T1乳腺癌小鼠移植瘤模型,静脉注射后,纳米粒子可以靶向并蓄积在肿瘤部位,在近红外激光照射下显示出良好的光热效果,为下一步的体内光热治疗研究奠定了基础。最后,我们优化了纳米粒制备方法,提高了光热组分ICG在纳米粒中的含量,制备的HIT-NPs~Ⅱ联合光热治疗对耐药细胞株MCF-7/ADR细胞具有明显的杀伤效果。因此,这种生物相容性良好的纳米药物在未来肿瘤化疗-热疗联合治疗中的应用具有广阔的前景。