金@铜基核壳结构的构筑及其在光热/氧化协同治疗肿瘤中的应用

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wxsshj
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
通过活性氧(ROS)的积累增加细胞内氧化应激引起肿瘤细胞凋亡或坏死是一种新兴的癌症治疗方式。由于肿瘤微环境反应的高度特异性和非侵袭性,引起了广泛的研究兴趣。实际上,很多精心设计的纳米材料具有类酶属性,如铁基纳米材料、碳基纳米材料、金属有机框架(MOFs)材料和贵金属纳米粒子等,常被作为ROS发生器,用于纳米催化肿瘤治疗,尤其是基于纳米材料过氧化物模拟酶活性催化分解肿瘤细胞内过表达的H2O2生成细胞毒性羟基自由基(·OH)杀死癌细胞。然而,由于肿瘤微环境呈弱酸性和不足的内源性H2O2浓度(100μM),导致部分纳米材料不能有效地启动催化反应,生成足够的ROS。此外,ROS的扩散距离极短,仅对邻近细胞产生有限的杀伤距离。而且,生成的ROS可能被肿瘤微环境中过表达的谷胱甘肽(GSH)清除,从而抑制了肿瘤细胞的氧化损伤。因此,ROS介导的肿瘤治疗效果严重受阻。因此,设计更有效的纳米催化剂和下调细胞内谷胱甘肽水平可以提高ROS介导的肿瘤治疗效果。光热治疗(PTT)是一种有效的、侵袭性最小的治疗方式,主要依靠近红外(NIR)激光照射光热试剂产生热疗(>42°C)进行不可逆肿瘤消融。温度升高不仅可以杀死癌细胞,而且可以显著加速ROS的产生和扩散距离,实现光热/氧化协同治疗。将PTT技术与纳米催化治疗相结合,具有提高治疗效率的潜力。首先,成功制备了Au@TACu NSs并对其进行了表征。采用单宁酸(TA)辅助的方法合成了TA-Cu2+螯合物包裹在纳米金核的表面形成核壳纳米结构(Au@TACu NSs)。采用透射电镜(TEM)直接观察到Au@TACu NSs的核壳结构,尤其是对壳层进行了光电子能谱元素定性定量测试,证明了核壳的元素组成。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征了单宁酸与Cu2+的螯合作用,结果显示单宁酸的C-OH和O-H振动被破坏,证明了与铜离子的配位反应。采用动态光散射测试了Au@TACu NSs粒径及电荷分布,结果显示带负电荷的Au@TACu NSs具有良好的胶体稳定性,在不同的生理溶液中孵育7天后,Au@TACu NSs的水合粒径和Zeta电位几乎不变,证明了Au@TACu NSs在生物医学领域的潜在应用性。其次,在体外实验中对Au@TACu NSs的生物学特性进行了深入系统研究。采用体外光热实验对其光热性能进行评估,结果显示Au@TACu NSs具有优异的光热效应,在控制样品浓度和激光功率密度条件下,温度在26.866℃范围内精确可调,证明了由于TACu涂层的保护,使Au@TACu NSs核壳结构具有良好的光热稳定性,可作为光热试剂用于PTT。在体外模拟肿瘤微酸环境下进行了模拟实验,结果显示Au@TACu NSs显示了较强的类过氧化物模拟酶性质,能够催化H2O2转换为高毒性的·OH,同时在弱酸条件下TACu配合物降解,释放的铜离子能够消耗GSH,进一步增强了ROS的产生,证明了光热能够加速ROS的产生,实现热增强的氧化治疗(PTT/OT)的目的。在体外细胞毒性实验中,采用溶血实验对Au@TACu NSs进行了初步的毒性研究,结果表明其具有较高的生物相容性,即使在材料浓度高达500μg/m L浓度下,溶血率也只有约4%,证明了Au@TACu NSs良好的安全性。最后,在动物体内进行了药物代谢行为和抗肿瘤疗效的评价。首先通过研究Au@TACu NSs的血液循环行为,显示Au@TACu NSs的血液循环半衰期(t1/2)可达到3.35±0.17 h,证明了较长的血液循环时间有利于Au@TACu NSs在肿瘤部位的聚集,能够达到12.2%ID/g,可以作为潜在的治疗载体。Au@TACu NSs在体内荷瘤小鼠的抗肿瘤实验研究中,结果显示Au@TACu NSs在近红外辐照后,肿瘤生长几乎被完全抑制,其可归因于光热协同活性氧的治疗,即PTT/OT协同效应。而单纯Au NPs仅轻微抑制肿瘤生长,原因是其低的活性氧·OH生成和纯金纳米微粒低的光热效应。肿瘤H&E染色结果显示,Au@TACu/Laser可诱导明显的肿瘤细胞坏死,如细胞收缩和核压缩,而正常器官损伤可忽略不计,进一步证实了Au@TACu NSs用于肿瘤治疗的可行性。综上,本文采用一步法制备了TA-Cu2+螯合物包裹在纳米金核的表面形成核壳纳米结构(Au@TACu NSs)。获得的Au@TACu NSs具有较强的近红外吸收能力,能够将光转化为热而消融肿瘤,同时Au@TACu NSs具有较好的过氧化物酶活性,可通过H2O2分解产生有毒的羟基自由基(·OH)进行氧化治疗。Au@TACu NSs的热疗效应和消耗GSH的能力可以进一步增强·OH的产生,实现光热增强氧化治疗(PTT/OT)。此外,这种协同治疗策略在体内表现出了对肿瘤生长的高效抑制作用,且对正常组织损伤不明显。上述研究结果为以Au为基础的纳米材料作为PTT/OT协同肿瘤治疗提供了新的思路。
其他文献
随着我国高职教育事业的快速发展,高职办学规模迅速扩大,高职的功能呈现多样化趋势,高职的管理问题变得复杂和多样。高职学生的学习管理系统是为实现高职目标的教学和科研服务的,学习管理水平的好坏直接影响高职办学水平和办学效益。高职要想在竞争激烈的信息社会中立于不败之地,必须在学习管理上实现科学化、现代化管理,互联网+背景下高职学生碎片化学习管理系统的构建已经势在必行。
金纳米材料由于独特的表面等离子体共振吸收、荧光等光学性质,在分析检测与传感、生物标记、生物成像等领域有巨大的应用价值。蛋白质是重要的生物大分子,常用来合成金纳米材料,其中牛血清白蛋白(BSA)因其价廉易得、功能基团丰富、生物相容性好等优点,被视为最理想的合成金纳米材料的配体之一。本论文利用BSA辅助合成了多种金纳米材料,系统地研究了BSA在合成中的作用机制,调控了金纳米材料的光学性质,并进一步探索
经过长期优胜劣汰,生物材料进化出许多人工材料难以比拟的卓越性能,如轻而强、强而韧及自适应等。生物材料的核心特征是高效率,能以最小的物质消耗,获得最优化的性能,实现超高的比强度。为了实现高效增强,生物材料采用的构建策略往往是选择性的增强(特定区域、方向性和特定指标),从而减轻重量提高效率。与人造材料依靠成分固有特性不同,生物往往采用材料内部微结构设计实现性能的调控。结构设计赋予材料各向异性和选择性增
拓跋鲜卑建立的北魏王朝在公元398年至公元494年期间定都平城,这一时期其封建统治渐趋完善,大同及周边地区得到了大规模的开发,包括汉与鲜卑在内的各人群在此地交流、汇合。东信广场墓地作为目前在平城地区已发现规模最大的北魏墓群,其出土的人骨材料对于丰富、完善该地区人群的种族特征以及探索与周边人群的关系等问题具有重要的学术价值。本文以东信广场北魏墓地的人骨遗存为研究对象,以颅骨测量学、生物统计学为主要手
致病性细菌在材料表面粘附引发的医疗器械感染问题,给人类生命健康安全带来严峻挑战。抗生素作为现代医学重要的成果之一,它的发现和应用为对抗细菌感染问题提供了有力保障,然而以抗生素为代表的多种生化抗菌剂过量使用,直接诱发了多重耐药性细菌的产生,已经成为了临床领域新威胁。作为一种可替代方法,生物启发的纳米结构杀菌表面展现了优良的抗菌性能。不同于传统生化杀菌方式,该类型纳米结构杀菌表面则是通过微纳结构对细菌
癫痫是一种常见的慢性神经系统疾病,目前药物治疗是控制癫痫的主要手段。丙戊酸(VPA)是一种广泛应用于临床的广谱抗癫痫药,对各类癫痫及痉挛的发作疗效显著,同时还可以用作双向情感障碍的治疗。虽然VPA的有效性和安全性已经得到了临床的广泛验证,但是仍存在一些不良反应,其中以肝毒性最为严重。在长期接受VPA治疗的患者中有61%会发展成为非酒精性脂肪肝(NAFLD),如不及时干预,NAFLD将进一步发展为非
《廣雅》爲三國魏張揖所撰,該書體例比附《爾雅》,是《爾雅》之後又一部解釋詞義的訓詁之作。清王念孫《廣雅疏證》即疏證《廣雅》的集大成之作,該書根據“因聲求義”理論指出、繫聯大量具有音同、音近、音通、音轉等通假關係的字組,並據此校訂相關傳世文獻,多有發明,猶爲後人奉爲圭臬。歷來對於王氏“因聲求義”理論和實踐的研究並不全面,對《疏證》中具有通假關係的材料也未能窮盡地整理、證實與檢討。本文選取《疏證》(含
本文第一章,说明本文研究的时空范围,明确研究对象,梳理相关学术简史,介绍研究方法,提出研究目标。本文第二至七章,主要是黑龙江流域诸区域新石器文化的编年序列研究。首先根据自然地理条件和文化传统,将黑龙江流域区分为嫩江流域、西流松花江流域、海拉尔河流域、黑龙江中游地区、乌苏里江-黑龙江下游地区、兴凯湖平原及邻近地区等六个区域;其次对各区域新石器文化的性质与内涵、分期与年代进行讨论,进而建立了各区域诸考
肿瘤严重威胁人类健康,是导致全球死亡人数最多的疾病。但临床上,在肿瘤筛查、评估及治疗等方面仍存在诸多困境。随着纳米技术的发展,纳米材料以其固有的优势克服了传统肿瘤诊断和治疗方法的不足。铁基纳米粒子是一类具有代表性的磁性纳米粒子,根据肿瘤微环境的特点及治疗需求,对其进行修饰,合成多功能铁基纳米粒子,从而达到更好的诊疗效果,是目前的研究热点之一,并在肿瘤诊疗领域显示出良好的应用前景。本文针对肿瘤成像、
在肿瘤诊疗研究中,聚合物纳米粒子因其高生物相容性、低生物毒性、高胶体稳定性和结构稳定性,受到了研究者们的广泛关注。同时,聚合物纳米粒子中丰富的官能团能够为更多功能基元的负载、掺杂或修饰提供可能,有利于构筑多功能纳米复合材料,这正是聚合物基纳米诊疗试剂的发展方向。提高纳米材料的诊疗性能,一是要提高纳米粒子向肿瘤中的富集,二是要增强纳米粒子在肿瘤中的滞留和细胞内化,三是要充分利用肿瘤自身特性,利用纳米