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作为临床用的主要CT造影剂,水系碘类小分子由于缺乏肿瘤靶向特异性及较短的血液半衰期等限制了其临床应用范围。而唯一的油系造影剂碘油(Lipiodol)由于较高的粘滞性及疏水性,限制了其作为静脉注射造影的应用。目前虽已发展了多种基于Lipiodol的肿瘤CT造影剂,但纳米颗粒组分的生物安全性极大限制了其临床应用的潜能。低效的检测灵敏度是CT成像的主要限性因素之一,而结合高效灵敏度的荧光成像则可为CT成像提供更多互补性信息。因此发展一种包裹Lipiodol和荧光分子、生物相容性好且具肿瘤靶向的CT/荧光双模式纳米颗粒,将有助于提高肿瘤检测水平及临床转化潜能。淋巴系统在肿瘤发展及转移中发挥着重要作用,对淋巴系统进行非侵入性、系统性、可视化及定量表征具有重要的临床意义,但是目前可用于系统性淋巴表征的纳米颗粒比较短缺。脂质纳米颗粒以其较好的生物相容性、核心装载、多能化修饰及淋巴靶向等特性,已被广泛应用于疾病模型的成像检测及治疗。本文以脂质纳米颗粒为基础,主要取得了以下研究成果:
(1) 结合不同磷脂的空间互补作用,发展了一种核心共装载 Lipiodol和近红外荧光染料的 CT/荧光双模式脂质纳米颗粒 PL(I/D)NP。以 DMPC、DMPE、DSPE-PEG2000、MHPC四种磷脂为基础,通过血清孵育实验筛选了PL(I/D)NP的最佳磷脂配比并表征了PL(I/D)NP的纳米特性:750nm/780 nm激发/发射,60 nm粒径大小,-16 mV电位和SR-B1受体靶向性。
(2) 在体水平绘制并表征了小鼠深部淋巴系统图谱。间隙注射后,PL(I/D)NP可以从注射部位依次蓄集到腿弯、坐骨、腰椎、肾脏和肠系膜等淋巴结及各淋巴结间的淋巴管,最后进入胸导管。对淋巴结的定量数据表明:小鼠腹股沟淋巴结的体积最大为5.1±1.6 mm3,坐骨淋巴结最小为1.0±0.7 mm3,其它淋巴结体积大小处于中间水平(2.7±1.9 mm3到3.7±2.0 mm3)。对各级淋巴管长度的定量数据表明:从注射部位到静脉角的总距离为68.4±5.1 mm;从腿弯淋到坐骨淋巴结、从坐骨到腰椎淋巴结及胸导管的长度分别为8.4±0.3 mm、12.8±1.1 mm、7.9±3.0 mm、20.5±1.3 mm;胸导管长度在所有定量的结果中最大,腰椎到肾脏淋巴结间的淋巴管长度则最小。
(3) 以脂质纳米颗粒HPPS(DiR-BOA)为基础,验证了LTV多肽对小鼠乳腺肿瘤及转移灶的靶向性能。通过共聚焦成像和流式分析,在细胞水平上检测了HPPS(DiR-BOA)-LTV对E0771的靶向作用。在体、离体和切片水平上的成像结果验证了HPPS(DiR-BOA)-LTV对原位乳腺肿瘤及其肺转移和脑转移的靶向作用。
(4) 在 PL(I/D)NP 纳米颗粒基础上发展了一种靶向自发乳腺癌的 CT/荧光双模式纳米颗粒PL(I/D)NP-LTV。经靶向性磷脂DSPE-PEG5000-LTV修饰PL(I/D)NP后,制备了Her2靶向性纳米颗粒PL(I/D)NP-LTV。DLS粒径为64.9±1.3 nm,且具有较好的血清稳定性。结合自发性肿瘤模型,验证了PL(I/D)NP-LTV对乳腺肿瘤的靶向性能。
(5) 在PL(I/D)NP纳米颗粒基础上发展了一种携载肿瘤抗原并能抑制黑色素瘤生长的多肽-脂质纳米颗粒 PL(I/D)NP-AP&CpG。PL(I/D)NP 可有效蓄集到淋巴结并被DC细胞高效摄取。通过装载肿瘤抗原肽R4F-gp100和CpG-Chol,制备了具有免疫治疗作用肿瘤疫苗PL(I/D)NP-AP&CpG,并显著抑制了黑色素瘤生长。
综上所述,通过不同磷脂组合制备了一种稳定包裹 Lipiodol 和近红外荧光染料的脂质纳米颗粒 PL(I/D)NP。合适的粒径尺寸、负电荷特性及 SR-B1 靶向等使其在间隙注射后显示了良好的淋巴系统造影效果,为临床淋巴系统的非侵入性在体表征提供了潜在的有力工具。对PL(I/D)NP表面进行LTV修饰后,发展了一种Her2靶向的CT/荧光双模式纳米颗粒PL(I/D)NP-LTV,能够较好地靶向蓄集到自发性乳腺肿瘤部位。最后,基于高效的淋巴蓄集能力,PL(I/D)NP装载肿瘤抗原后有效地抑制了黑色素瘤的生长。PL(I/D)NP的制备简易性、生物相容性、核心装载及表面靶向修饰等特性,使其在肿瘤及淋巴系统相关疾病的诊断和治疗中具有较好的生物应用前景及临床转化潜能。
(1) 结合不同磷脂的空间互补作用,发展了一种核心共装载 Lipiodol和近红外荧光染料的 CT/荧光双模式脂质纳米颗粒 PL(I/D)NP。以 DMPC、DMPE、DSPE-PEG2000、MHPC四种磷脂为基础,通过血清孵育实验筛选了PL(I/D)NP的最佳磷脂配比并表征了PL(I/D)NP的纳米特性:750nm/780 nm激发/发射,60 nm粒径大小,-16 mV电位和SR-B1受体靶向性。
(2) 在体水平绘制并表征了小鼠深部淋巴系统图谱。间隙注射后,PL(I/D)NP可以从注射部位依次蓄集到腿弯、坐骨、腰椎、肾脏和肠系膜等淋巴结及各淋巴结间的淋巴管,最后进入胸导管。对淋巴结的定量数据表明:小鼠腹股沟淋巴结的体积最大为5.1±1.6 mm3,坐骨淋巴结最小为1.0±0.7 mm3,其它淋巴结体积大小处于中间水平(2.7±1.9 mm3到3.7±2.0 mm3)。对各级淋巴管长度的定量数据表明:从注射部位到静脉角的总距离为68.4±5.1 mm;从腿弯淋到坐骨淋巴结、从坐骨到腰椎淋巴结及胸导管的长度分别为8.4±0.3 mm、12.8±1.1 mm、7.9±3.0 mm、20.5±1.3 mm;胸导管长度在所有定量的结果中最大,腰椎到肾脏淋巴结间的淋巴管长度则最小。
(3) 以脂质纳米颗粒HPPS(DiR-BOA)为基础,验证了LTV多肽对小鼠乳腺肿瘤及转移灶的靶向性能。通过共聚焦成像和流式分析,在细胞水平上检测了HPPS(DiR-BOA)-LTV对E0771的靶向作用。在体、离体和切片水平上的成像结果验证了HPPS(DiR-BOA)-LTV对原位乳腺肿瘤及其肺转移和脑转移的靶向作用。
(4) 在 PL(I/D)NP 纳米颗粒基础上发展了一种靶向自发乳腺癌的 CT/荧光双模式纳米颗粒PL(I/D)NP-LTV。经靶向性磷脂DSPE-PEG5000-LTV修饰PL(I/D)NP后,制备了Her2靶向性纳米颗粒PL(I/D)NP-LTV。DLS粒径为64.9±1.3 nm,且具有较好的血清稳定性。结合自发性肿瘤模型,验证了PL(I/D)NP-LTV对乳腺肿瘤的靶向性能。
(5) 在PL(I/D)NP纳米颗粒基础上发展了一种携载肿瘤抗原并能抑制黑色素瘤生长的多肽-脂质纳米颗粒 PL(I/D)NP-AP&CpG。PL(I/D)NP 可有效蓄集到淋巴结并被DC细胞高效摄取。通过装载肿瘤抗原肽R4F-gp100和CpG-Chol,制备了具有免疫治疗作用肿瘤疫苗PL(I/D)NP-AP&CpG,并显著抑制了黑色素瘤生长。
综上所述,通过不同磷脂组合制备了一种稳定包裹 Lipiodol 和近红外荧光染料的脂质纳米颗粒 PL(I/D)NP。合适的粒径尺寸、负电荷特性及 SR-B1 靶向等使其在间隙注射后显示了良好的淋巴系统造影效果,为临床淋巴系统的非侵入性在体表征提供了潜在的有力工具。对PL(I/D)NP表面进行LTV修饰后,发展了一种Her2靶向的CT/荧光双模式纳米颗粒PL(I/D)NP-LTV,能够较好地靶向蓄集到自发性乳腺肿瘤部位。最后,基于高效的淋巴蓄集能力,PL(I/D)NP装载肿瘤抗原后有效地抑制了黑色素瘤的生长。PL(I/D)NP的制备简易性、生物相容性、核心装载及表面靶向修饰等特性,使其在肿瘤及淋巴系统相关疾病的诊断和治疗中具有较好的生物应用前景及临床转化潜能。