基于生物正交反应构建乳腺癌诊疗一体化纳米探针的研究

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背景乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤,严重危害女性的生命和健康。早发现、早诊断和早治疗有望逆转乳腺癌的病程进展,也是降低乳腺癌死亡率的关键。目的构建基于生物正交反应集荧光/MR双模态成像及光动力治疗(PDT)为一体的酸敏性探针,探讨其对于乳腺癌诊疗一体化的可行性,并评估其体内外成像及PDT性能。方法我们利用两亲性嵌段聚合物PEG-b-PLA包载叠氮基团修饰的甘露糖自组装形成叠氮糖纳米颗粒(Az-NP)。接着构建含有生物正交反应官能团二苯并环辛炔(DBCO)和光敏剂Ce6的酸敏性纳米颗粒(S-NP),进一步包载经油酸(OA)修饰的四氧化三铁磁性纳米颗粒(OA-Fe3O4)。对制备的Az-NP与S-NP分别进行理化性质的表征,评价Az-NP靶向不同细胞膜的能力,检测S-NP体外细胞毒性和PDT杀伤效果。构建4T1裸鼠皮下移植瘤模型,使用小动物活体荧光成像仪和MR扫描仪观察其体内荧光/MR双模态成像能力,根据肿瘤体积增长曲线、瘤子重量和TUNEL法等评价体内PDT抗肿瘤效果,通过H&E染色和血清学指标对纳米载药系统的生物安全性进行评估。结果Az-NP的粒径约132.1±2.0 nm,具有良好的胶束稳定性。S-NP在p H 6.5时粒径缩减至10 nm以下,具有优越的p H响应性能。共聚焦显微镜观察到Az-NP成功将Ce6标记在肿瘤细胞膜上,Az-NP/S-NP体系无明显细胞毒性,在660nm激光照射后细胞内产生大量的活性氧(ROS),具有良好的PDT杀伤效果。体内荧光/MR双模态成像结果显示该体系有效地将S-NP靶向递送至肿瘤部位,在激光照射后肿瘤生长得到有效控制,肿瘤抑制率(97%)明显高于对照组,P<0.001。TUNEL结果显示Az-NP/S-NP组肿瘤组织可见大量凋亡细胞。H&E染色显示肿瘤组织形态被完全破坏,而心肝脾肺肾组织的细胞形态正常、结构完整,小鼠血清学指标未见异常升高。结论基于生物正交反应的肿瘤酸度响应型纳米体系Az-NP/S-NP具备优异的荧光/MR双模态成像,可用于增强乳腺癌成像指导下PDT抗肿瘤效果。
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