基于光点击化学交联RGD的纳米硫化铜近红外光热化疗协同抗肿瘤作用研究

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传统的化疗药物仍是目前肿瘤治疗的主流,但由于其难以控制的毒副作用,人们急需寻找更安全有效的替代策略。纳米医学在最近几十年来受到各科研界的重视并得到发展,为了使纳米材料在临床医学领域中进一步发展并得到更广泛的应用,人们通过将各种造影剂或药物组装在纳米材料平台上,引入热疗、光疗等手段提高治疗效果。硫化铜(Copper Sulfide,CuS)是一种光学性能突出又方便制得的优秀光热剂,在光热治疗肿瘤方向被各国学者广泛重视,将光热纳米材料与化疗相结合也是发展趋势。本研究用水热法合成了CuS NPs(nanoparticles)并研究了基于光点击合成的纳米药物载体的性能和抗肿瘤效果。本文主要内容如下:(1)综述了乳腺癌的现状及治疗方法的研究进展、光点击化学的简介和应用、RGD(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)的简介及其应用:乳腺癌作为当前死亡率较高的恶性肿瘤,引起全球研究者的广泛重视,从曾经的手术切除、放疗和药物化疗等传统治疗手段,逐渐向更高效更低副作用的新型疗法过渡,例如基因治疗、纳米粒子治疗、光学治疗等;光点击反应作为一种简单快速、产物单一的新型生物正交反应,被设计为各种基团的接头,用于体内特定物质的检测或体内成像;RGD常被用作基于其靶向功能的肿瘤成像或治疗的靶标,使纳米探针或药物快速且准确聚集在肿瘤部位。(2)通过水热法制备CuS NPs,并对反应温度、反应时间和柠檬酸三钠(表面活性剂)添加量进行优化。制成的CuS NPs呈均一分布的球状,粒径约6 nm,水合粒径为18.17 nm,电位为-51.49 m V;通过光点击和化学交联使其通过四唑化合物T3(N-(2-aminoethyl)-4-(2-(4-methoxyphenyl)-2H-tetrazol-5-yl)-benzamide)与烯烃化的RGD相连,制成CuS@T3-RGD(CTR)纳米载体,其电位为5.28 m V,水合粒径为615.13 nm;CTR纳米载体具有良好且稳定的光热转换能力和核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)以及光声层析成像(Photoacoustic Tomography,PAT)功能,且能够负载化疗药物阿霉素(Doxorubicin,DOX);CTR-DOX纳米复合物可以通过p H和NIR照射双重响应控制释放DOX。(3)通过细胞实验,证明CTR-DOX纳米复合物具有良好的靶向性和生物相容性;以CTR为载体,利用其优良的光热效应和载药性能,通过细胞摄取实验证明该载体具有肿瘤靶向性;而细胞杀伤能力评价,以及细胞毒性检测实验,分别证明CTRDOX载药系统的体外肿瘤治疗效果,且载药后相较于游离DOX单独治疗其细胞毒性明显降低。采用MTT(噻唑蓝)法定量评价了CTR-DOX的光热-化疗治疗效果,在近红外激光特别是980 nm激光光照下,能够可控释放药物达到杀伤效果,980 nm照射2 min后细胞存活率不足20%。(4)在细胞实验的基础上,建立4T1乳腺癌小鼠皮下肿瘤模型,对CTR-DOX纳米载药系统在生物体内的表现进行评价。通过测量肿瘤大小来评价CTR-DOX对小鼠肿瘤的抑制效果,结果表明CTR-DOX纳米复合物能够成功富集在肿瘤部位,在980 nm激光照射下升温并释放DOX,对肿瘤进行光热和化疗结合的协同治疗。通过称量体重评价小鼠的生长情况,表明该纳米复合物对机体正常组织器官毒性很小。通过对比单独化疗、单独热疗及协同治疗的效果,分析评价了CTR-DOX的体内光热-化疗协同治疗效果。本文制备了一种兼具光热治疗与化疗功能的纳米复合物,研究了其体外与体内的抗肿瘤作用,该纳米复合物具有优良的光热效应和载药能力,且具有肿瘤靶向功能,具有光热-化疗协同治疗肿瘤的功能,同时具有体内荧光成像、MRI和PAT多模态成像的潜力。
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