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现如今,癌症成为威胁人类生命健康的一个重大疾病,声动力治疗(SDT)由于其独特的优点,如无创性、高特异性、治疗效果佳以及副作用小,引起了人们的广泛关注。活性氧(ROS)是声动力治疗发挥抗肿瘤作用的关键活性物质,然而,肿瘤乏氧微环境以及肿瘤细胞内抗氧化酶系的存在,导致SDT产生的ROS无法在肿瘤细胞内有效蓄积,极大的降低了 SDT抗肿瘤效果。因此,提高肿瘤细胞内活性氧产量成为增强声动力治疗效果的关键。本课题选用具有高超声敏感性和药物储库功能的中空介孔二氧化钛纳米粒(MTN)为基体,有效负载化疗药物硫酸博来霉素(BLM)和氧气饱和的全氟戊烷(PFP),制备MTN-BLM-PFP。一方面,超声诱导PFP发生液-气相变以释放氧气,自供氧增加ROS的生成,BLM对超氧化物歧化酶(SOD)的抑制作用进一步减少ROS的清除,开源节流提高ROS在肿瘤部位的蓄积;另一方面,BLM结合肿瘤细胞内存在的铜离子后实现活化,活化的分子会切割双链DNA,进一步杀伤肿瘤细胞。然后使用红细胞膜(RBCm)对MTN-BLM-PFP进行包封(RBCm-MTN-BLM-PFP,简称为RMPB),实现体内长循环和门控的作用,最终将对肿瘤细胞具有特异识别能力的靶头TKD多肽连接到红细胞膜上,制备最终制剂TKD@RBCm-MTN-BLM-PFP(简称为TKD@RMPB),该多肽可特异性识别结肠癌HT-29细胞表面过表达的热休克蛋白Hsp70,提高载体对肿瘤细胞的靶向识别能力,达到声动力治疗-化疗同位点多机制协同抗肿瘤目的。体外表征结果显示,TKD@RMPB的粒径为197.8nm,电位为-8.3mV。透射电镜结果表明,超声(1W/cm2)照射(60s),MTN可崩解为28.21nm的小二氧化钛(TiO2)纳米粒。载药结果表明,MTN可高效负载BLM,载药率和包封率分别为39.02%和22.86%。体外释药结果显示,48h时MTN-BLM、MTN-BLM-PFP、RMPB组的累积释药百分率分别为为50.52%、54.72%、21.05%,表明红细胞膜的包封能有效避免药物泄露;而超声刺激后,药物累积释放率均明显提高,这有利于超声调控药物定点释放。氧气负载和释放结果显示,PFP能有效地携带氧气并在超声作用下发生相变,释放氧气。以结肠癌细胞HT-29为模型进行体外细胞实验,细胞摄取实验表明,红细胞膜包封后,巨噬细胞RAW264.7对纳米粒RMPB的吞噬减少,HT-29细胞对其摄取增多,修饰靶头TKD后,TKD@RMPB对HT-29细胞的特异性识别能力增强。激光共聚焦结果表明,超声照射后,MTN崩解成的小TiO2纳米粒可以进入细胞核,这有助于制剂发挥声动力治疗的作用。细胞内ROS测定实验表明,在超声照射下,MTN、MTN-PFP和MTN-BLM-PFP均可诱导ROS的产生,MTN-BLM-PFP组的ROS水平分别是MTN组和MTN-PFP组的2.38倍、1.52倍,说明共负载PFP(O2饱和)和BLM可有效增加细胞内ROS的产量,诱导肿瘤细胞损伤和凋亡。彗星实验结果表明,TKD@RMPB组(62.24%)对HT-29细胞造成的DNA损伤明显高于MTN组(27.81%)和BLM组(34.61%)。抑制率结果表明超声照射后,TKD@RMPB组的抑制率(80.5%)显著高于MTN组(10.86%)和 BLM 组(33.10%)。体内选用结肠癌细胞HT-29荷瘤小鼠为动物模型,药代动力学实验显示,RBCm-MTN-BLM组BLM的半衰期是BLM组的1.68倍,红细胞膜包裹后的药物代谢速率明显减缓。活体成像结果表明TKD@RMPB可以显著延长体内循环时间,并且制剂在肿瘤部位的蓄积能力和滞留时间得以增强。肿瘤组织ROS冰冻切片结果表明,O2饱和的PFP能够有效补充SDT所消耗的氧气,BLM抑制SOD的活性,减少ROS的清除,因此MTN-BLM-PFP组ROS水平显著高于MTN和MTN-BLM组。乏氧诱导因子-1α(HIF-1α)免疫组化实验结果表明,与MTN-BLM组和MTN组相比,TKD@RMPB组肿瘤部位的HIF-1α表达明显降低。末端脱氧核苷酸转移酶dUTP缺口末端标记(TUNEL)免疫组化实验结果表明,TKD@RMPB组肿瘤细胞凋亡和坏死比BLM组和MTN-BLM组明显。药效学结果表明,TKD@RMPB在超声照射下可显著抑制小鼠体内肿瘤增殖,治疗结束后的相对肿瘤体积V/V0仅为1.55,和对照组(V/V0为4.23)相比,具有显著性差异。H&E染色、Masson染色和α-SMA染色结果证明,TKD@RMPB可有效降低BLM非靶效应引起的肺纤维化毒性。