用于乳腺癌治疗的叶酸靶向聚合物囊泡及OCTA/NIRF在体评估研究

来源 :北京协和医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sz_yaoli
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研究目的:纳米载体作为局部和全身抗肿瘤疗法的共载平台,既能有效缓解单一治疗药物毒副作用强、稳定性差、靶向聚集能力差的弊端,又可以增强联合治疗的抗肿瘤疗效。本研究以乳腺癌皮下移植瘤为模型,构建具有多峰协同治疗效果的纳米聚合物囊泡FA-MIT-SIPS,并探讨光学相干层析造影成像(Optical Coherence Tomography Angiography,OCTA)联合近红外荧光成像(Near-infrared fluorescence,NIRF)对纳米聚合物囊泡抗肿瘤疗效进行在体实时无创评价。研究方法:(1)薄膜复水法制备共载多种药物的纳米聚合物囊泡FA-MIT-SIPS;分析纳米粒子的直径、电位、分散度、形态、稳定性、药物载药量等基本表征;高效液相色谱仪检测不同pH条件下的纳米粒子药物累积释放率。(2)红外热成像仪对纳米粒子的光热效应实时记录,筛选最佳光功率和ICG浓度;激光循环照射(循环时间10 min,周期4次)分析纳米粒子的光热稳定性;利用硅胶毛细管体外模拟血管结构,对不同浓度、不同流速、不同温度的纳米粒子OCT图像信号进行灰度分析,以确定图像变化与纳米粒子浓度、流速、温度特性的相关性。(3)离体细胞水平评价FA-MIT-SIPS的细胞毒性与药物摄取能力。MTS检测不同等效浓度的纳米粒子和游离药物对乳腺癌细胞增殖活性的抑制作用,筛选最佳的等效药物浓度。基于筛选的光参量和等效药物浓度,利用共聚焦显微镜和流式细胞术定性定量分析肿瘤细胞的药物摄取能力;流式细胞术定量分析PDT作用过程中细胞内活性氧表达量,比较不同纳米粒子的细胞凋亡差异。(4)建立乳腺癌皮下移植瘤BALB/C雌鼠模型,尾静脉注射纳米粒子悬液,NIRF定量分析纳米药物在体半衰期;瘤体体积、肿瘤切片染色评价FA-MIT-SIPS抗肿瘤疗效;OCTA技术对FA-MIT-SIPS肿瘤血管抑制性研究提供实时在体高分辨成像监测;组织脏器病理切片和模型体重评价纳米粒子生物安全性。研究结果:(1)FA-MIT-SIPS 纳米粒子直径为 206 nm,电位为-15.87 mV,PDI 为 0.28,表明粒子小、分散度好、易于吸附。依据药物的标准曲线,测得ICG、SOR、MIT的DL分别为83.16%、68.24%、12%。纳米粒子的热稳定性良好,其最高温度为51.7℃。(2)纳米粒子浓度增加,光散射特性增强,OCT图像信息增强(p<0.01)。激光照射下,光热效应引起纳米粒子结构裂解,OCT图像信号减弱(p<0.05)。OCT为药物控释过程提供实时便捷检测方法。(3)温度响应和低pH响应的FA-MIT-SIPS纳米粒子有效抑制了 4T1细胞活性(p<0.001)。叶酸修饰的纳米聚合物囊泡提高了肿瘤细胞的药物摄取能力。激光作用下,细胞氧化应激增强,有效触发肿瘤细胞凋亡机制。(4)FA-MIT-SIPS的ICG荧光强度高于游离组,纳米粒子提高了药物半衰期。具有温度响应和低pH响应的FA-MIT-SIPS有效抑制肿瘤生长,肿瘤细胞核质分离、组织出现炎性浸润和大面积坏死,肿瘤治愈率为40%。脏器H&E染色和模型鼠体重变化曲线表明纳米粒子具有良好的生物安全性。(5)NIRF表明FA-MIT-SIPS纳米粒子在体生物分布时间多于其他实验组。OCTA成像技术表明FA-MIT-SIPS治疗过程中的肿瘤血管网密度持续降低,离体解剖肿瘤结论验证了 OCTA在体评价的有效性,多峰协同效应有效抑制肿瘤血管新生和肿瘤生长。结论:本研究以聚合物囊泡为共载平台,实现化疗、光热疗法、光动力疗法、抗血管生成的多峰协同治疗乳腺癌。低pH效应和温度响应促进纳米粒子的药物释放和肿瘤细胞药物摄取,FA-MIT-SIPS纳米粒子表现出良好的抗肿瘤效应。OCTA/NIRF双模态在体无创成像为纳米粒子抗肿瘤血管生成和抗肿瘤疗效提供了定量指标,为多峰协同治疗乳腺癌提供了参考和依据,推动OCT成像技术在医学研究中的应用。
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