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【目的】:
1.制备包裹吲哚菁绿(Indocyaninegreen,ICG)的磷脂聚合物(Phospholipidpolymer)纳米光敏剂(INPs),通过酰胺键连接在减毒工程菌(YB1)表面,构建纳米光敏剂工程化的沙门氏菌(YB1-INPs),对其进行理化表征。
2.对YB1-INPs进行体外趋化性实验,分析YB1-INPs的厌氧趋化和营养趋化性能。
3.对YB1-INPs进行肿瘤模型体内实验,考察YB1-INPs的肿瘤靶向效果及体内生物分布情况,并评价其在体内的抗肿瘤效果和生物安全性。
【方法】:
1.一步超声法合成包载ICG的磷脂聚合物纳米光敏剂(INPs),并通过酰胺键共价偶联在减毒工程菌(YB1)表面,构建纳米光敏剂工程化的沙门氏菌(YB1-INPs)用于肿瘤精准治疗。采用扫描电镜(Scanningelectronmicroscopy,SEM),透射电镜(Transmissionelectronmicroscopy,TEM),动态光散射(Dynamiclightscattering,DLS),共聚焦激光扫描显微镜(Confocallaserscanningmicroscopy,CLSM),紫外/荧光仪对YB1-INPs的形貌、粒径和光学性质进行表征;采用小动物活体成像,荧光仪考察纳米颗粒交联效率;通过活死细菌染色实验,LB琼脂平板实验评价纳米颗粒对细菌的活性影响。
2.体外Transwell实验考察YB1-INPs的厌氧趋化性质和营养趋化性质;流式细胞仪定量分析YB1-INPs在缺氧环境和营养环境下的趋化迁移情况;为了更直观的呈现趋化迁移情况,通过共聚焦显微镜进行定性考察YB1-INPs的厌氧趋化性质和营养趋化性质。
3.以荷MB49膀胱瘤C57BL/6小黑鼠为研究对象,通过小动物成像系统荧光成像考察YB1-INPs的体内生物分布;免疫组织化学和免疫组织荧光验证YB1-INPs的肿瘤靶向效果以及光热协助的生物富集效果;通过肿瘤体积和小鼠存活率评价YB1-INPs抑制肿瘤的效果;采用器官组织形态学和血液生化指标评估YB1-INPs的体内生物安全性。
【结果】
1.YB1-INPs生物杂交微泳者的合成和表征:扫描电镜图像显示超过60个INPs连接在每个YB1表面。动态光散射测量结果表明,由于INPs交联到YB1表面后,YB1-INPs的尺寸略大于YB1。荧光(FL)成像结果显示,即使洗涤3次,INPs仍有效地保留在YB1上,可以实时荧光跟踪YB1-INPs。当INPs浓度为100μg/mL时,达到最大连接效率(108CFU的YB1连接INPs的量是70μg)。紫外/荧光光谱显示YB1-INPs保留了INPs的光学特性。活死细菌染色实验和LB琼脂平板实验都证明了INPs与YB1的交联不会影响YB1的活性。
2.体外趋化性分析:YB1-INPs具有厌氧和营养趋化性质。YB1-INPs的流式定量结果和共聚焦成像结果显示YB1在缺氧诱导下迁移。通过LB琼脂平板实验和共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)定量分析,细胞死亡产生的营养物质能够介导YB1-INPs的趋化迁移。
3.体内实验结果评价:尾静脉注射后,YB1通过自驱动将生物相容性光热剂(INPs)递送至肿瘤厌氧核心,促进INPs有效的肿瘤富集。随后,INPs的光热作用可以杀死肿瘤细胞并且使肿瘤组织疏松,从而促进YB1-INPs在肿瘤部位的富集和渗透。在近红外(NIR)激光照射下,肿瘤区域温度达到63℃,杀死肿瘤细胞和瘤内YB1,实现安全和高效的光热治疗。
【结论】:
1.成功构建了包载ICG的纳米光敏剂后,通过酰胺键共价偶联在YB1表面制备了生物杂交微泳者(YB1-INPs)。YB1-INPs保留了YB1的厌氧靶向能力和INPs的光热转换性能。
2.YB1-INPs能够高效的递送纳米光敏剂(INPs)到达肿瘤厌氧区域。同时INPs介导的光热干预能够杀死肿瘤细胞、破坏肿瘤组织,释放吸引细菌的营养物质,进一步促进YB1-INPs的肿瘤富集。
3.YB1-INPs在厌氧靶向和光热干预的协同作用下实现纳米光敏剂INPs在肿瘤组织的高效富集,从而实现高效的实体瘤光热治疗。
1.制备包裹吲哚菁绿(Indocyaninegreen,ICG)的磷脂聚合物(Phospholipidpolymer)纳米光敏剂(INPs),通过酰胺键连接在减毒工程菌(YB1)表面,构建纳米光敏剂工程化的沙门氏菌(YB1-INPs),对其进行理化表征。
2.对YB1-INPs进行体外趋化性实验,分析YB1-INPs的厌氧趋化和营养趋化性能。
3.对YB1-INPs进行肿瘤模型体内实验,考察YB1-INPs的肿瘤靶向效果及体内生物分布情况,并评价其在体内的抗肿瘤效果和生物安全性。
【方法】:
1.一步超声法合成包载ICG的磷脂聚合物纳米光敏剂(INPs),并通过酰胺键共价偶联在减毒工程菌(YB1)表面,构建纳米光敏剂工程化的沙门氏菌(YB1-INPs)用于肿瘤精准治疗。采用扫描电镜(Scanningelectronmicroscopy,SEM),透射电镜(Transmissionelectronmicroscopy,TEM),动态光散射(Dynamiclightscattering,DLS),共聚焦激光扫描显微镜(Confocallaserscanningmicroscopy,CLSM),紫外/荧光仪对YB1-INPs的形貌、粒径和光学性质进行表征;采用小动物活体成像,荧光仪考察纳米颗粒交联效率;通过活死细菌染色实验,LB琼脂平板实验评价纳米颗粒对细菌的活性影响。
2.体外Transwell实验考察YB1-INPs的厌氧趋化性质和营养趋化性质;流式细胞仪定量分析YB1-INPs在缺氧环境和营养环境下的趋化迁移情况;为了更直观的呈现趋化迁移情况,通过共聚焦显微镜进行定性考察YB1-INPs的厌氧趋化性质和营养趋化性质。
3.以荷MB49膀胱瘤C57BL/6小黑鼠为研究对象,通过小动物成像系统荧光成像考察YB1-INPs的体内生物分布;免疫组织化学和免疫组织荧光验证YB1-INPs的肿瘤靶向效果以及光热协助的生物富集效果;通过肿瘤体积和小鼠存活率评价YB1-INPs抑制肿瘤的效果;采用器官组织形态学和血液生化指标评估YB1-INPs的体内生物安全性。
【结果】
1.YB1-INPs生物杂交微泳者的合成和表征:扫描电镜图像显示超过60个INPs连接在每个YB1表面。动态光散射测量结果表明,由于INPs交联到YB1表面后,YB1-INPs的尺寸略大于YB1。荧光(FL)成像结果显示,即使洗涤3次,INPs仍有效地保留在YB1上,可以实时荧光跟踪YB1-INPs。当INPs浓度为100μg/mL时,达到最大连接效率(108CFU的YB1连接INPs的量是70μg)。紫外/荧光光谱显示YB1-INPs保留了INPs的光学特性。活死细菌染色实验和LB琼脂平板实验都证明了INPs与YB1的交联不会影响YB1的活性。
2.体外趋化性分析:YB1-INPs具有厌氧和营养趋化性质。YB1-INPs的流式定量结果和共聚焦成像结果显示YB1在缺氧诱导下迁移。通过LB琼脂平板实验和共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)定量分析,细胞死亡产生的营养物质能够介导YB1-INPs的趋化迁移。
3.体内实验结果评价:尾静脉注射后,YB1通过自驱动将生物相容性光热剂(INPs)递送至肿瘤厌氧核心,促进INPs有效的肿瘤富集。随后,INPs的光热作用可以杀死肿瘤细胞并且使肿瘤组织疏松,从而促进YB1-INPs在肿瘤部位的富集和渗透。在近红外(NIR)激光照射下,肿瘤区域温度达到63℃,杀死肿瘤细胞和瘤内YB1,实现安全和高效的光热治疗。
【结论】:
1.成功构建了包载ICG的纳米光敏剂后,通过酰胺键共价偶联在YB1表面制备了生物杂交微泳者(YB1-INPs)。YB1-INPs保留了YB1的厌氧靶向能力和INPs的光热转换性能。
2.YB1-INPs能够高效的递送纳米光敏剂(INPs)到达肿瘤厌氧区域。同时INPs介导的光热干预能够杀死肿瘤细胞、破坏肿瘤组织,释放吸引细菌的营养物质,进一步促进YB1-INPs的肿瘤富集。
3.YB1-INPs在厌氧靶向和光热干预的协同作用下实现纳米光敏剂INPs在肿瘤组织的高效富集,从而实现高效的实体瘤光热治疗。