论文部分内容阅读
目的肿瘤,特别是恶性肿瘤,严重危害了人类的生命和健康。光热治疗（Photothermal Therapy,PTT）作为一种新兴的肿瘤治疗方法,具有副作用少微创、高效等优势,近年来在肿瘤治疗领域得到广泛应用。金纳米笼（Gold Nanocages,Au NCs）因其良好的稳定性和光热效率在光热治疗领域受到广泛关注。然而,治疗所需的高浓度的金纳米笼会引起细胞毒性,且在体内滞留时间较长、代谢缓慢,这些问题影响了金纳米笼的光热治疗效果和进一步应用。本文将IR780负载到Au NCs上获得了Au NCs-Plu-IR780,并对Au NCs-Plu-IR780的光热性质和抗肿瘤活性进行了研究。期望实现在减少使用剂量的同时还可以通过产生更多的热量和活性氧（Reactive Oxygen Species,ROS）来提高光热抗肿瘤效果。方法通过电偶置换法制备AuNCs。随后,通过Pluronic介导的方法将IR780负载到Au NCs上得到Au NCs-Plu-IR780。通过原子力显微镜（AFM）和透射电子显微镜（TEM）对Au NCs的形貌进行表征。采用紫外可见吸收光谱（UV-Vis）,荧光光谱,傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）和X射线衍射（XRD）来对Au NCsPlu-IR780进行表征。利用紫外可见分光光度计分析了IR780的加载效率和加载量。通过自然光照射和近红外（Near-Infrared,NIR）激光照射实验评估了Au NCs-Plu-IR780的光稳定性和光热性能。利用激光共聚焦扫描显微镜（CLSM）研究了MCF-7细胞对Au NCs-Plu-IR780的摄取能力。通过MTT实验评估了Au NCs-Plu-IR780的暗细胞毒性和光热细胞毒性。利用细胞活/死染色实验进一步评价了Au NCs-Plu-IR780的体外抗肿瘤活性。采用DCFH-DA探针检测Au NCs-Plu-IR780联合近红外光处理的MCF-7细胞内ROS水平。采用Western blot实验分析了在分子水平上Au NCs-Plu-IR780联合近红外激光处理细胞后诱导细胞凋亡的机制。以荷瘤小鼠为研究对象,研究了Au NCs-Plu-IR780介导的光热治疗的体内抗肿瘤效果,并通过H＆E染色分析了主要器官的病理损伤,评价Au NCs-Plu-IR780的体内生物安全性。结果AFM表征结果显示所制备Au NCs表面光滑,分散均匀。TEM图显示Au NCs具有中空多孔结构,孔的直径约8 nm。紫外、荧光和FTIR数据表明IR780被成功负载到Au NCs上,XRD数据表明将IR780负载到Au NCs不会影响Au NCs的晶体性质。Au NCs-Plu-IR780中IR780的加载效率和加载量分别为21.7%和5.66%。光稳定性实验结果表明游离IR780在暴露于日光后,它的紫外吸收强度会大幅下降。相比之下,Au NCs-Plu-IR780的紫外吸收强度没有明显变化。体外升温实验表明在相同条件下Au NCs-Plu-IR780的光热性能优于Au NCs。细胞摄取实验显示将IR780负载到Au NCs有助于IR780被MCF-7细胞摄取。MTT结果显示Au NCs-Plu-IR780具有较低的暗细胞毒性,而在808 nm激光照射下可以有效杀死MCF-7细胞。活/死细胞染色实验结果显示Au NCs-Plu-IR780联合近红外激光治疗组出现了强烈的红色荧光,表明Au NCs-Plu-IR780在激光照射下表现出良好的体外抗肿瘤活性,这与MTT结果一致。活性氧检测实验显示Au NCsPlu-IR780在近红外激光照射下可以产生高浓度的ROS。Western blot结果显示在近红外激光照射下,Au NCs-Plu-IR780处理MCF-7细胞后,MCF-7细胞的Cytochrome C、Caspasase-9、Caspasase-3蛋白和促凋亡蛋白Bax的表达显著上调,相反,抗凋亡蛋白Bcl-2的表达显著下调,这些结果提示在分子水平上Au NCs-Plu-IR780介导的光热治疗是通过线粒体依赖途径来诱导肿瘤细胞凋亡。体内光热抗肿瘤实验结果显示对照组中小鼠的肿瘤体积生长最快,Au NCs联合近红外激光治疗组小鼠的肿瘤生长最初受到抑制但随后继续生长,这表明单独使用Au NCs进行光热治疗的效果有限。相反,Au NCs-Plu-IR780作为光热剂时,第一次激光照射后肿瘤抑制率为65%,第20天时肿瘤基本消失。此外,与对照组相比,Au NCs-Plu-IR780联合近红外激光治疗组荷瘤小鼠的体重未发生明显变化并且该治疗组荷瘤小鼠的主要器官也未出现明显毒性。结论本文成功制备了Au NCs-Plu-IR780并将其用于光热治疗。所制备的Au NCs-Plu-IR780不仅克服了IR780的光学不稳定性同时提高了Au NCs的光热性能。在近红外激光照射下,Au NCs-Plu-IR780介导的光热治疗通过产生大量的热和活性氧显著诱导MCF-7细胞凋亡从而发挥抗肿瘤作用。因此,具有NIR响应活性和ROS生成能力的Au NCs-Plu-IR780在光热抗肿瘤领域具有广阔的应用前景。