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研究目的首先,合成适合用于肝动脉局部注射的载有阿霉素的硫化铜纳米颗粒(DOX@BSA-CuS NPs);其次,体外细胞实验探索DOX@BSA-CuS NPs对肝癌细胞的治疗效果;最后,评价经肝动脉局部注射DOX@BSA-CuS NPs治疗大鼠原发性肝癌的有效性和安全性。研究方法1、硫化铜纳米颗粒的表征:通过扫描电镜(SEM)观察纳米颗粒的大小、形状、表面结构;运用动态光散射、紫外-可见光分光光度计测量纳米颗粒的水动力半径以及光吸收性能;运用近红外发射器和热成像仪检测纳米颗粒的光热转换。2、体外细胞实验:运用荧光显微镜和荧光光度计观察DOX@BSA-CuSNPs的细胞摄取;通过流式细胞术检测DOX@BSA-CuS NPs治疗肝癌细胞的有效性。3、大鼠原发性肝癌模型的建立及影像学检查:通过肝内注射N1-S1肝癌细胞构建大鼠原位肝癌模型,运用增强CT、超声以及核磁(MRI)三种影像检查技术对大鼠肝癌进行成像检查。4、体内实验:经胃十二指肠逆行插管至肝动脉局部给予DOX@BSA-CuS NPs。热成像仪检测肿瘤病灶在近红外光照射后5min内的温度变化;透射电镜(TEM)观察DOX@BSA-CuS NPs在肿瘤组织的分布;免疫荧光检测纳米复合粒子的药物释放性能;通过MRI监测肿瘤大小变化以及肿瘤组织病理学检测来评估治疗有效性,通过检测肝肾功能相关指标谷草转氨酶、谷丙转氨酶、肌酐、尿素氮以评价治疗安全性。研究结果1、X线衍射(XRD)显示所合成的纳米颗粒的特征峰与CuS特征峰基本保持一致;SEM显示CuSNPs和BSA-CuSNPs形态均为类圆形,分散性良好;同时,HRTEM显示合成CuS NPs和BSA-CuSNPs表面条纹均为单向分布,为单晶结构。水动力半径显示 CuS NPs 直径大小为 54.6nm± 5.3nm,当 CuS NPs 包绕 BSA 后,BSA-CuS NPs直径大小为65.4nm±10.6nm;紫外-可见光分光光度计显示DOX@BSA-CuS NPs的光吸收能力为游离DOX与单纯CuS吸收峰之和。zata电位显示CuS NPs表面电位约为-17,BSA-CuS NPs表面电位约-30,DOX@BSA-CuS NPs表面电位为+5。2、荧光显微镜观察显示与游离DOX组相比,DOX@BSA-CuS NPs组N1-S1细胞摄取了更多的药物。然而,NIR照射后的N1-S1细胞摄取DOX@BSA-CuS NPs显著增多。此外,酶标仪定量分析结果显示Control组,Control+NIR组,DOX组,DOX+NIR 组 DOX@BSA-CuS 组和 DOX@BSA-CuS+NIR 组吸光度(IOD)分别为0.025±0.001,0.025±0.003,0.245±0.024,0.259±0.030,0.353±0.065,0.494±0.115;流式细胞术检测各组细胞坏死率(%)分别为Control组:8.10± 0.60,Control+NIR组:9.67±0.61,DOX 组:23.20±3.48,DOX+NIR组:24.30±6.06,DOX@BSA-CuS组:27.43±6.37 以及 DOX@BSA-CuS+NIR 组:52.73±10.91。3、N1-S1肝癌细胞为悬浮细胞,呈团聚状生长;所建立的大鼠原位N1-S1肝癌病灶为结节状;大鼠N1-S1原位肝癌模型MRI检查显示肿瘤为T1低信号,T2高信号。肿瘤最大横径为7.98±2.03mm;增强CT显示肿瘤动脉期边缘强化呈高密度影,内部坏死呈低密度影;静脉期有明显廓清现象,呈“快进快出”特点;超声检查提示肿瘤病灶边缘呈强回声,内部呈低回声。4、经肝动脉给予DOX@BSA-CuSNPs和碘油的混悬液后4h,透射电镜观察显示肿瘤组织内部聚集大量的DOX@BSA-CuS NPs;热成像仪显示经肝动脉给予DOX@BSA-CuSNPs后,在NIR照射下,肿瘤局部温度显著升高,5min内温度达到便可达到60℃左右;荧光显微镜观察显示经肝动脉给予DOX@BSA-CuSNPs后24h,大部分DOX从DOX@BSA-CuS NPs中释放进入肿瘤组织内;MRI显示术后10天,Control 组、DOX+Lipiodol 组、DOX@BSA-CuS+Lipiodol 组和 DOX@BSA-CuS+Lipiodol+NIR组肿瘤体积分别为:513.11mm3±196.77mm3,214.35mm3± 101.25mm3,152.30mm3±85.33mm3,89.43mm3±32.57mm3(P<0.001);肝癌组织病理学检查显示肿瘤细胞坏死率分别为 8.11%±3.64%,16.89%±4.45%,17.90%±4.13%,27.30%±7.20%(P=0.00<0.05),肿瘤细胞增殖率分别为 26.97%±9.55%,18.70%±5.87%,17.99%±4.43%,10.34%±6.11%(P=0.024<0.05)。结论本研究论证了经肝动脉局部注射多功能DOX@BSA-CuS NPs治疗大鼠原发性肝癌,实现了对肝癌的局部联合治疗(化疗栓塞联合光热治疗),简化了联合治疗的操作步骤,提高了肝癌局部治疗的有效性。为肝癌介入治疗以及联合治疗提供了新型药物体系和治疗策略,为相关研究提供参考意义。