卟啉衍生物/二氧化钛纳米复合材料的生物相容性和毒性评价四-磺酸基苯基卟啉(TSPP)是一种在光动力治疗中广泛应用的卟啉衍生物,然而,它著名的副作用却影响了它的进一步应用。最近,二氧化钛逐渐被应用于各种疾病诊疗的生物医学应用中,这包括各种癌症和不同类型的感染。因此,在本文中我们重点探索了利用二氧化钛纳米晶须这种新型材料降低TSPP副作用的可能性。我们尝试将不同浓度的TSPP, TiO2-TSPP和TiO2注射给三组实验组大鼠,同时第四组不作处理作为对照。我们通过排泄系统和循环系统的病理学、荧光成像、全血细胞计数(CBC)和血清酶检测等指标评价毒性。在全血细胞计数结果中,不同浓度的注射浓度和不同的注射材料都对实验结果有显著的影响(p<0.01)。不同的注射剂量和注射试剂同时还显著的(p<0.01)改变了血清酶的指标,这包括谷丙转氨酶、谷草转氨酶、肌酐和尿素氮等指标。综合了血清酶,全血细胞计数,病例切片和荧光成像分析等的实验结果,我们发现低浓度的TSPP-TiO2复合材料是相对安全的。我们还用MTT实验来评估材料的细胞毒性,结果显示相较于单独TSPP加光照处理的实验组,TSPP-TiO2纳米材料加光照处理的实验组的细胞存活率大幅提高。我们总结得出,TSPP的毒性会随浓度的增加而变大；然而,通过二氧化钛纳米晶须的吸附可以有效的降低毒性。此外,相较于0.1 mM的TSPP,0.1 mM的TSPP结合0.6 mM的二氧化钛纳米晶须具有更好的生物安全性。TSPP-TiO2纳米复合材料在类风湿性关节炎的诊疗中的应用研究类风湿性关节炎是人类关节炎性疾病中的一种,并且正在影响百分之一人口的健康,它是一种由多因素触发的自身免疫性疾病。到目前为止,类风湿性关节炎的早期诊疗仍然是一个巨大的挑战。最近,纳米级的二氧化钛材料正在被应用于各种癌症和炎症疾病的诊疗。在本文中我们尝试利用新型的TSPP-TiO2复合材料来作为生物成像和光动力治疗试剂,从而实现对于类风湿性关节炎的诊疗。结果表明,利用纳米复合材料的光动力治疗方案可以通过显著的降低(p<0.01)IL-17和TNF-α等指标实现对于类风湿性关节炎症状的改善。此外,生物荧光成像也可以帮助我们在亚临床阶段诊断出疾病,并且在发病前标记到受损的关节。TSPP-TiO2纳米复合材料在光动力治疗过程中对于类风湿性关节炎的生物标志物和骨髓干细胞的影响光动力疗法是一种通过诱导细胞凋亡或者坏死来治疗良性或者恶性肿瘤的方法,它也可以用来治疗微生物感染或者抑制自身性免疫疾病比如类风湿性关节炎。在本文中,我们利用TSPP和二氧化钛纳米晶须构成的复合材料进行针对类风湿性关节炎的光动力治疗,并且评价治疗对于生物标志物(比如CAT,SOD,GPX,GR,TAO和MDA等)和骨髓干细胞增殖的影响。我们设置了四个动物模型组,其中三组利用胶原诱导为类风湿性关节炎模型并分别给予TP-光照,TP-无光照和安慰剂处理,同时第四组不诱导模型作为健康动物组对照。结果显示,经过处理的实验组,除了TAO其他所有的氧化酶和生物标志物指标都发生了显著的变化(p<0.01)。此外,我们还评估了纳米复合材料光动力治疗对于骨髓干细胞生长增殖的影响,结果显示,相较于501μl和100μl的实验组,给予25μl TP纳米复合材料处理的实验组细胞的密度最高(12.33x106个／孔)并且细胞增长率提高了33%。骨髓干细胞正在成为转化医学、组织工程和自身免疫性疾病抑制剂领域的焦点。因此,我们将类风湿性关节炎的滑膜细胞同正常的骨髓干细胞共培养,观察炎性细胞因子(TNF-α和IL-17)分泌的变化。结果显示,骨髓干细胞的加入显著的(p<0.01)降低了滑膜细胞中TNF-α的分泌(从31.10±1.92(SD)ng L1到16.12±1.45(SD)ng L-1),同时对于IL-17无明显的影响。我们惊喜的发现,TSPP-TiO2纳米复合材料在针对类风湿性关节炎的光动力治疗中具有更好的生物安全性,可以降低氧化应激反应并且促进骨髓干细胞的生长增殖,同时骨髓干细胞也可以降低滑膜细胞分泌的炎性生物标志物的水平。骨髓干细胞和TSPP-TiO2纳米复合材料在类风湿性关节炎的光动力治疗中的协同作用类风湿性关节炎的病因和治疗仍然是现代医学的一个挑战。骨髓干细胞尽管是骨骼系统的附属,却已经被报道应用于各种自身免疫疾病的改善治疗。同样的,TSPP-TiO2纳米复合材料优良的诊疗效果也预示着其在生物医学领域更加广泛的应用。因此,将复合材料同骨髓干细胞相结合的协同治疗或许可以更好的改善类风湿性关节炎的诊疗效果。我们发现,外源的骨髓干细胞结合TSPP-TiO2纳米复合材料可以在细胞层面和活体层面显著的(p<0.01)降低胶原诱导的关节炎鼠模型的血清标志物指标(TNF-a和IL-17),同时影响其他的指标比如关节炎症状评分,骨髓干细胞计数,全血细胞计数等。此外,对于模型动物的足、长骨的荧光生物成像和X光成像结果也显示,协同治疗具有很好的效果。我们可以相信,上述研究将为类风湿性关节炎的诊疗提供全新的更加有效的方法。光动力治疗后类风湿性关节炎模型的骨髓干细胞miRNA体外表达评价分析MicroRNA调控的基因表达已经被广泛的应用于各种疾病,特别是癌症、心血管疾病和自身免疫性疾病如类风湿性关节炎的研究。骨髓干细胞同造血干细胞、脂肪细胞和骨细胞共同存在于骨髓之中,因此,他们任何一种的变化都会对其他细胞的功能产生影响。此外,有报道指出在类风湿性关节炎中,受损的骨组织会加剧这种相互影响。我们对于分别经过TSPP和TSPP-TiO2纳米复合材料光动力治疗的类风湿性关节炎骨髓干细胞的miRNA表达水平进行评估。我们发现,mo-mir-375-3p和rno-mir-196b-3p同对照组相比上调了100倍(分别为100.97和100.22).同样的,在TSPP-TiO2纳米复合材料处理的骨髓干细胞中上调的前十位miRNA分别为rno-mir-rno-miR-143-5p (34.40), rno-miR-141-3p (32.21), mo-miR-206-3p (21.82), mo-miR-181b-5p (21.45), rno-miR-190a-5p (21.17), rno-miR-301a-3p (14.07), rno-miR-497-5p (11.62)和rno-miR-363-5p (10.88)。既然相较于TSPP对照组,TSPP-TiO2纳米复合材料可以非常好的改善关节炎模型的症状,那么我们大胆猜测上述这些上调的miRNA同样可以影响相邻的造血干细胞和关节滑膜的内环境。上述结果表明,TSPP同二氧化钛纳米晶须相结合可以降低毒副作用,改善生物相容性,并且我们在早期诊断的基础上改善了类风湿性关节炎症状,从而实现了对于疾病的诊疗一体。我们相信,上述纳米复合材料不仅仅可以应用在类风湿性关节炎的诊疗,同样也可以扩展应用到其他的传染性和非传染性的疾病,特别是Ⅱ型糖尿病的相关研究中。TSPP-TiO2纳米复合材料在其他疾病,比如糖尿病中的应用糖尿病(DM)是一种导致人高血糖的疾病,而光动力疗法已经被广泛的应用于肿瘤组织消融和自身免疫性疾病的改善。基于此,我们猜想基于TSPP-TiO2纳米复合材料的光动力疗法同样可以应用于糖尿病(Ⅰ型或Ⅱ型)的治疗。我们选取了三组动物模型,既Ⅰ型糖尿病组,Ⅱ型糖尿病组和正常组。结果表明,基于TSPP-TiO2纳米复合材料的光动力疗法可以显著地(p<0.01)降低Ⅱ型糖尿病组的血糖水平,而Ⅰ型糖尿病组无明显变化。此外,我们评估光动力治疗后不同时间间隔的血糖水平(1、2、8、24小时),结果显示在一小时和两小时,血糖水平分别下降了31%和33%,而后基本保持不变。这些结果说明TSPP-TiO2纳米复合材料的光动力疗效可以应用于Ⅱ型糖尿病的血糖正常化治疗,可以开展进一步的研究。