焦脱镁叶绿酸a纳米材料在癌症诊疗中的应用

作     者：周海琳 

作者单位：苏州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：史全良;杨凯

授予年度：2020年

学科分类：1002[医学-临床医学] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 100214[医学-肿瘤学] 10[医学] 0702[理学-物理学] 

主      题：焦脱镁叶绿酸a 纳米载药 多模式成像 光动力治疗 早期癌症诊断 

摘      要：自然界中,植物利用其细胞中的叶绿体进行光合作用,并将光能吸收转化为营养物质来满足自身生长。此外,叶绿素及其衍生物被报道具有荧光特性和光动力转化能力。因而,科研工作者们开展了一系列的研究,希望将叶绿素独特的光学性质应用于生物医学领域,尤其是肿瘤诊疗方面。然而,由于叶绿素及其衍生物水溶性差,限制了其在生物医学中的应用。近年来,随着纳米技术的不断发展和革新,多类药物经纳米化后,生物相容性和生物利用度都得到了明显的提升,促使其在肿瘤诊疗中发挥更为满意的作用。目的:通过药物纳米化方法,提高叶绿素衍生物焦脱镁叶绿酸a（Pyropheophorbide a,PPa）的水溶性和生物相容性,进而实现更好的肿瘤的诊疗效果。我们选择最常规的纳米载药系统脂质体（Liposome）来装载PPa,形成纳米颗粒（Liposome/PPa）,并将其用于乳腺癌的定位成像和光动力学治疗。为了进一步提升PPa的装载量,本论文还选择表面活性剂泊洛沙姆（Pluronic F127）与PPa自组装形成纳米胶束颗粒（F127-PPa）用于早期恶性肿瘤的检测。方法及结果:1,利用有机溶剂从蚕砂中成功提取了PPa。用Liposome来装载PPa,制备出具有优良的生物相容性和稳定性的球形纳米颗粒Liposome/PPa。放射性核素和荧光染料可以稳定的标记Liposome/PPa纳米颗粒,进一步研究其在细胞和活体水平的分布。2,Liposome/PPa本身无急性毒性,而在690nm激光照射下产生单线态氧破坏溶酶体膜,进而诱发细胞凋亡。通过光声成像、荧光成像、单光子发射计算机断层成像三模式显像,我们发现Liposome/PPa具有长的血液循环时间和较高的肿瘤被动富集能力,可准确定位肿瘤。在690nm的激光照射下,Liposome/PPa可以产生单线态氧消除肿瘤,抑制肿瘤再生与转移。3,利用表面活性剂剥离冻胶束的方法,将Pluronic F127结合疏水PPa自组装成具有亲水外壳和疏水核心的纳米胶束颗粒,经低温超滤后去除松散的赋形剂,留下高度浓缩的冻胶束,提高了PPa的包封率。F127-PPa的最大吸收峰波长在710nm处,比单独PPa的最大吸收波长红移40nm。4,F127-PPa通过胞吞作用进入到肿瘤细胞中,表现出了良好的光稳定性和强的近红外荧光特性。通过体内荧光成像,F127-PPa可以对小鼠体表5mg到800mg质量的肿瘤,以及肺部早期转移瘤进行示踪。结论:本论文采用两种不同的策略,构建了装载PPa的纳米颗粒,提升了PPa的水溶性,实现了对肿瘤的可靠诊疗,为规划治疗方案提供了有价值的信息。希望通过本论文的研究,进一步推动PPa在未来临床上的应用,也为发展绿色安全的多功能肿瘤诊疗纳米制剂展示新的思想和策略。