树枝状酞菁硅—聚合物纳米粒子对实验性脉络膜新生血管的光动力效应

来源 :福建医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:thp2860051
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多种病因引起的脉络膜新生血管(choroidal neovascularization, CNV)是导致患者中心视力丧失的重要原因之一。治疗CNV及相关疾病是目前眼科学研究领域的研究热点,很多学者都致力于寻找有效的治疗方法。目前主要的治疗方法包括:光动力学疗法(photodynamic therapy,PDT),传统激光疗法,经瞳孔温热疗法,手术疗法,放射疗法,药物治疗及吲哚青绿介导的光栓疗法等。PDT由于选择性高、对周围组织损伤小、不损伤视力,较其它方法安全、有效,是目前较成熟的治疗CNV的方法。  光敏剂是PDT的核心物质,新型光敏剂的研究一直是PDT的研究重点之一。PDT的提出、发展及应用都是随着光敏剂的发展而逐渐完善的。具有亲水性-亲脂性结构的酞菁类配合物是很有应用前景的靶向型光敏剂。负载硝基芳基苄醚树枝配体轴向取代硅(IV)酞菁聚合物纳米粒子(SiPc-n)是一种新型的国产光敏剂,引入的树枝状轴向取代基团能有效抑制酞菁聚集,有利于提高光敏活性,应用聚乙二醇单甲醚-乳酸-羟基乙酸共聚物(mPEG-PLGA)双亲性纳米粒对硅(IV)酞菁聚合物进行包裹,有效改善水溶性。  本研究通过观察SiPc-n介导的PDT对脐静脉内皮细胞和视网膜色素上皮细胞的影响,以及对BN大鼠CNV的作用,评价SiPc-n治疗CNV的可行性和有效性,初步阐明作用机制,为SiPc-n的开发应用提供实验依据和理论基础。本文主要从以下几部分展开论述:  第一部分 SiPc-n PDT对正常脐静脉内皮细胞(HUVEC)和视网膜色素上皮细胞(RPE)的影响  目的:观察SiPc-n PDT后体外培养的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)和人视网膜色素上皮细胞(RPE)增殖和凋亡的变化,探讨SiPc-n PDT引起细胞死亡可能的机制及对细胞功能的影响。  方法:1.测定HUVEC和RPE内SiPc-n含量变化:HUVEC和RPE分别与含终浓度20ug/ml SiPc-n的培养液共孵育。间隔数小时收集一组细胞,洗涤、计数和超声破裂细胞,制备细胞裂解产物上清,应用荧光分光光度计检测并计算SiPc-n的含量,以此推断SiPc-n分别在HUVEC和RPE中的摄取和代谢变化规律。  2.SiPc-n PDT对HUVEC和RPE细胞增殖的影响:细胞分为PDT组、光敏剂组、激光组和空白组,分别加入5-20μg/ml SiPc-n,应用2-20J/cm2半导体激光照射,CCK-8比色法、台盼兰拒染法观察SiPc-n PDT对HUVEC和RPE增殖的影响。  3.SiPc-n PDT引起细胞死亡形式的检测:Hoechst33342染色法和透射电镜观察PDT前后细胞的形态学变化,激光共聚焦检测线粒体膜电位的变化,应用流式细胞仪检测细胞内活性氧产生的变化、结合Annexin V-PI双染法判断细胞死亡的形式。  4.SiPc-n PDT对HUVEC和RPE功能影响的分析:荧光定量PCR检测SiPc-n PDT前后HUVEC和RPE细胞VEGFmRNA和PEDFmRNA表达的变化。  结果:1.HUVEC及RPE细胞内的SiPc-n浓度变化存在差异:与SiPc-n共孵育时,HUVEC10h内SiPc-n含量达到峰值,RPE5h达高峰。SiPc-n比SiPc达峰时间提前,摄取量提高。  2.SiPc-n可抑制HUVEC和RPE的增殖:SiPc-n-PDT可抑制HUVEC和RPE细胞增殖,抑制作用呈剂量-效应关系,在20μg/mlSiPc-n和10 J/cm2激光能量时活细胞数明显减少。  3.SiPc-n可诱导HUVEC和RPE发生线粒体相关的细胞凋亡:Hoechst33342染色和透射电镜可见HUVEC和RPE细胞经SiPc-n PDT后,细胞形态出现凋亡的改变,随着时间延长,凋亡细胞逐渐增多;激光共聚焦检测SiPc-n PDT组的线粒体膜电位较对照组明显下降,差别达统计学意义;流式细胞仪检测SiPc-n PDT组较对照组活性氧产生增多,差别达统计学意义。流式细胞仪检测结合Annexin V-PI双染法显示SiPc-n PDT组细胞死亡以凋亡为主,且HUVEC细胞组凋亡数多于RPE细胞组。  4.SiPc-n PDT可引起VEGFmRNA和PEDFmRNA表达量发生改变,平衡失调。  结论:SiPc-n在特定波长激光的激发下可表现良好的光动力活性。SiPc-n PDT时可明显抑制HUVEC和RPE细胞增殖;SiPc-n-PDT主要诱导HUVEC和RPE细胞发生凋亡并导致血管生成相关基因表达改变。聚合物纳米载体可提高药物的靶向性和摄取率。  第二部分 激光诱导BN大鼠CNV模型的建立和评估  目的:观察倍频532nm激光诱导BN大鼠CNV模型的成模时间和变化规律,探讨适宜PDT治疗的时间点。  方法:25只健康BN大鼠行倍频532nm激光眼底光凝,等分为5组,4只健康BN大鼠做为正常对照组,激光功率140 mw,光斑直径50μm,曝光时间100ms。分别于7d、14d、21d、28d、56d光凝后行荧光血管照影(FFA)、吲哚菁绿血管照影(ICGA)、眼底光学相干断层扫描(OCT)检查、光镜观察、免疫组织化学检查。  结果:光凝后14d开始出现CNV,28d达高峰,成模率84%,FFA示典型圆盘状渗漏,ICGA可见CNV充盈,OCT、组织学检查均可见CNV形成。  结论:倍频532nm激光光凝可成功诱导BN大鼠CNV模型,成模率高,成模时间短,持续时间长。21-28d可做为PDT治疗的时间点。  第三部分 SiPc-n介导的光动力学疗法治疗BN大鼠脉络膜新生血管  目的:观察不同剂量SiPc-n PDT对BN大鼠CNV的影响,探讨SiPc-n PDT治疗CNV的可行性。  方法:光凝后28d,取有典型的CNV的大鼠21只,分为SiPc-n介导的PDT1组(注射3mg/m2SiPc-n+600mW/cm2激光照射83s)、2组:SiPc-n介导的PDT2组(注射6mg/m2SiPc-n+600mW/cm2激光照射83s)、3组:SiPc-n介导的 PDT3组(注射3mg/m2SiPc-n+600mW/cm2激光照射166s)、4组:SiPc-n介导的 PDT4组(注射6mg/m2SiPc-n+600mW/cm2激光照射166s)、5组:维替泊芬介导的PDT组(注射6mg/m2维替泊芬+激光照射83s)、6组:应用SiPc-n后不打激光组(注射6mg/m2SiPc-n)、7组:空白对照组。尾静脉注射光敏剂后20min后开始激光照射,所用参数:光斑直径2400μm,激光能量密度:50J/cm2,输出功率:600 mW/cm2,光照时间83s或166s。治疗后7d行眼底镜、FFA检查、OCT、光镜、免疫组化和电镜检查。  结果:FFA显示各治疗参数的CNV闭合程度不同,随能量的增加和光敏剂剂量的增加而提高。光凝后1d,PDT组视网膜水肿,各组CNV荧光渗漏无改变;光凝后7d,维替泊芬组、注射6mg/m2SiPc-n+600mW/cm2激光照射166s组渗漏停止率高于其它组别,其余组CNV渗漏均无改变。  结论:选择适当参数SiPc-n PDT可以有效封闭CNV。
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