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背景胶质瘤(Gliomas)是在成年人中最常发生的肿瘤,也是最常见的一种原发性的恶性脑肿瘤,它呈浸润性生长、生长速度快且发病率和复发率较高。传统的治疗方法主要包括放疗、化疗、手术切除,但它们存在创伤大、副作用大、预后差等缺点。为了解决目前这些治疗方法存在的缺点,研究人员不断尝试发展新的治疗手段。近年来,通过近红外光(Near Infrared,NIR)诱导光热纳米颗粒致热从而杀伤肿瘤的光热疗法引起了研究人员的极大兴趣。光热疗法(Photothermal therapy,PTT)是将在近红外区域具备较强光吸收特性的光热治疗剂注射入机体,经过激光照射将其光能转换为热能从而杀死肿瘤的一种方法。相较于传统的化疗、放疗、手术等治疗方法,其具有低毒性、高选择性、微创性等优点。近几年,各类光热治疗剂被应用于光热治疗的研究,并在动物实验中获得了令人满意的成果。但是,目前已开发的光热材料存在着一些令人难以忽视的问题,如所需药物浓度及激光功率大、潜在的长期毒性等制约了其进一步的发展。因此,探索既具备现有光热治疗剂的这些优势同时又能够弥补其缺点的纳米材料成为开发新型光热治疗剂的重中之重。基于此思路,我们首先合成了在近红外区具有光吸收特性的吡咯并吡咯二酮聚合物(Diketopyrro-pyrrole,DPP),然后,用双亲性分子DSPE-PEG2000包裹DPP制备了具有光热效应的纳米颗粒(PEG/DPP),分别对其光热性能、在胶质瘤细胞和正常胶质细胞的光热治疗效果进行研究,从而为光热治疗胶质瘤探索新的研究策略。目的构建具有良好光热性质的光热纳米颗粒(PEG/DPP),并探讨其作为光热治疗剂对胶质瘤的治疗作用。方法1.PEG/DPP制备及其表征检测:透析法构建PEG/DPP纳米颗粒;对纳米颗粒的粒径、Zeta电位、外貌形态,以及808 nm激光器(0.5W/cm~2)照射前后紫外光谱、荧光光谱、光热效果进行检测。2.光热稳定性检测:PEG/DPP和吲哚菁绿溶液分别用808 nm激光器(0.5W/cm~2)照射5 min,关闭电源待溶液自然冷却至室温,如此五个循环后评估其外观及光热稳定性变化;计算PEG/DPP光热转换效率。3.PEG/DPP体外抗胶质瘤研究:1)细胞增殖实验:CCK-8法比较单独PEG/DPP组、单独DSPE-PEG2000组、PEG/DPP+激光照射组对胶质瘤细胞及正常胶质细胞、正常上皮细胞的毒性作用。2)细胞荧光检测PEG/DPP体外光热抗胶质瘤作用:通过钙黄绿素(Calcein-AM,CA)/碘化丙啶(Propidium iodide,PI)双染实验检测PEG/DPP体外光热抗胶质瘤作用。3)细胞凋亡实验:Annexin V-FITC/PI双染检测PEG/DPP体外光热促细胞凋亡作用。4.PEG/DPP体内抗胶质瘤作用:1)胶质瘤模型的建立及分组处理:选取适龄的裸鼠,右上肢皮下接种U87MG细胞。待肿瘤长至约100 mm~3时随机分为四组,每组五只,分别为单独PEG/DPP组、PEG/DPP+激光照射组、单独激光照射组和单独生理盐水组;评估裸鼠生长状态及肿瘤状态。2)体内光热治疗效果评估:采用全自动生化分析仪和血气及电解质分析仪检测裸鼠血常规和血生化各项主要指标;HE染色观察心脏、肺、肝脏、脾脏、肾脏以及肿瘤组织。结果1.成功构建光热纳米颗粒PEG/DPP。2.PEG/DPP表征检测:粒径约45 nm、呈球形,形态均一;3μg/mL的PEG/DPP在808 nm(0.5W/cm~2)照射5 min温度即可升至48.3℃,光热转换效率为60%,且在五个循环后依然具有良好的光热稳定性,而ICG则出现明显的光漂白现象。3.PEG/DPP体外抗胶质瘤作用:DSPE-PEG2000处理组的细胞存活率均为95%左右,排除其对PEG/DPP治疗效果的影响;PEG/DPP联合激光治疗胶质瘤细胞12 h、24 h、48 h后,其存活率分别为45%、26%、7%,单独的PEG/DPP为62%、56%、14%,且对正常胶质细胞、正常上皮细胞的生存率均无影响;PEG/DPP长时间作用于胶质瘤细胞同样能够诱导细胞发生凋亡。4.PEG/DPP体内抗胶质瘤作用:治疗后18天内各组裸鼠体重变化较小、组间无明显差异;和其他三组相比,PEG/DPP联合激光照射组的肿瘤体积明显变小;血常规、血生化以及HE染色实验证明,PEG/DPP具有良好的生物安全性及显著的抗胶质瘤能力。结论1.成功构建光热纳米颗粒PEG/DPP,粒径小、光致热效果和光热稳定性好,且光热转换效率达到60%,具有良好的光热治疗应用价值。2.体外实验表明PEG/DPP联合激光治疗具有显著的抗胶质瘤细胞作用,且对正胶质细胞和正常上皮细胞无毒性。3.体内实验证实PEG/DPP联合激光治疗具有显著杀伤胶质瘤的能力,对正常裸鼠组织无明显毒性,体内生物安全性良好,具有安全可靠的临床应用潜力。