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胃癌是全球致死率最高的恶性肿瘤之一,严重威胁着人们健康和生命安全。胃癌的早期发现和明确诊断有重要的临床意义,尤其对早期胃癌的确诊,能显著提高患者的生存率和生存质量。而目前常用的胃癌检测方法又具有一定的缺陷,因此急需一种适合胃癌早期普查的技术方法。随着纳米科学和蛋白质组学的迅猛发展,我们结合生物技术设计和制备出一种安全性高、具有胃癌靶向成像能力的纳米荧光探针,并评估对其活体胃癌靶向能力,实现早期胃癌的超敏感检测。同时,纳米材料的生物安全性也是不容忽视的问题,直接关系到其今后的使用范围和实际的临床应用价值。针对上述问题,本课题展开了以下几方面研究工作:1、荧光磁性纳米粒子生物安全性评价。
分别将不同剂量FMNPs粒子(20μg/mL,50μg/mL,100μg/mL)加入MGC803胃癌细胞共育1天至4天;小鼠尾部静脉注射不同浓度的FMNPs粒子(0.1mg/mL,0.25mg/mL,0.4mg/mL)溶液,分三组饲养1天、7天和30天,然后采用MTT、TEM、流式细胞术和组织病理学等技术评价荧光磁性纳米粒子的生物安全性。结果表明,FMNPs粒子MGC803细胞安全毒性剂量为50μg/mL以下,生物安全性与注射粒子浓度和时间密切相关,浓度越大、时间越长,生物慢毒性越明显。FMNPs粒子在体主要分布在小鼠的肺部、肝脏和脾脏,体内注射最大剂量0.4mg/mL无急性毒性表现,生物安全性好。
2、多功能纳米探针靶向胃癌模型双模式成像。
设计和制备anti-BRCAA1-FMNPs多功能探针,并建立裸鼠胃癌肿瘤模型,待肿瘤直径达到5mm,尾静脉注射0.25mg/mL anti-BRCAA1-FMNPs溶液,分别通过小动物活体成像、免疫荧光技术和小动物核磁共振成像、组织TEM技术评价其胃癌肿瘤靶向成像。实验结果表明,BRCAA1蛋白在胃癌组织中表达量高于正常胃组织。Anti-BRCAA1-FMNPs探针注入裸鼠体内6h后在胃癌肿瘤区域荧光信号值达到最高峰,12h后信号急剧衰减。同时,在外加磁场的作用下,肿瘤区域的磁信号也明显强于其他区域。因此,anti-BRCAA1-FMNPs探针活体荧光信号明显,具有较好的磁响应强度,胃癌在体靶向性能显著,生物安全性好,是一种理想的生物成像材料。
3、氧化石墨烯生物安全性评价。
研究一种新型的纳米材料氧化石墨烯GO对人成纤维HDF细胞凋亡、细胞周期的影响及其活体动物的安全性评价。分别将不同剂量GO粒子(20μg/mL,50μg/mL,100μg/mL)加入HDF细胞共育1天至4天:小鼠尾部静脉注射不同浓度的GO粒子(0.1 mg/mL,0.25mg/mL,0.4mg/mL)溶液,分三组饲养1天、7天和30天,然后采用MTT、TEM、流式细胞术和组织病理学等技术评价荧光磁性纳米粒子的生物安全性。结果表明,GO粒子HDF细胞安全毒性剂量为50μg/mL以下。GO粒子在体主要分布在肺、肝脏和脾脏,生物安全性与注射粒子浓度和时间密切相关,低剂量短时间低毒性,低剂量长时间慢毒性;高剂量短时间急毒性,高剂量长时间致死性。