光热响应性双载药红细胞膜纳米囊泡的抗肿瘤应用研究

来源 :广东药科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaobaby2009
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近年来,将化疗药物和光敏剂整合至多功能的纳米载体中,以获得更优异的抗肿瘤疗效,同时降低化疗药物对正常组织的毒副作用,已经成为肿瘤治疗领域研究的热点。本研究借助天然红细胞膜的优异生物学特性,应用纳米共挤出工艺和配体修饰策略,构建了一种具有长循环和肿瘤靶向的新型光热响应性红细胞膜纳米囊泡双载药递释系统(DIRNPs)。该系统可特异性定位于肿瘤组织,释放化疗药物并对近红外线刺激迅速响应,可实现肿瘤化疗和热疗的优势结合,达到提升协同疗效的目的。本文主要研究内容如下:采用纳米沉积技术制备了负载双药(阿霉素和吲哚菁绿)的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米粒,通过外层包被天然红细胞膜并表面修饰靶向性配体(DSPE-PEG2000-FA)和长循环配体(DSPE-PEG2000),应用纳米挤出技术最终构建了具有光热响应性的红细胞膜纳米囊泡双载药递释系统(DIRNPs)。该纳米载药系统平均粒径为158.4±2.6 nm,表面电位为-5.79 mV,药物包封率为61.78±1.37%(阿霉素)和62.4±3.73%(吲哚菁绿)。研究结果表明,DIRNPs体系具有良好的光热转换效率,经近红外激光(1.5 W/cm2,808 nm)照射后,最高温度可达76.7℃。体外释放结果显示DIRNPs在120 h内,不同PBS介质(pH=5.0、6.0、7.4)中累积释放率分别为99.53%、75.28%和54.21%。当同时给予近红外激光照射后,该体系在pH=7.4条件下的释放量可提高至90.32%,表明其药物释放具有pH依赖和光促发特性。稳定性实验结果表明,在测试期内(4℃,30 d),DIRNPs体系粒径无明显变化,与0时相比,阿霉素的包封率大于90%,荧光降解率仅为6.56±1.32%,同时该体系也可显著改善吲哚菁绿的光、热稳定性。细胞毒性试验结果表明与游离阿霉素对照组相比,DIRNPs可以显著抑制体外肿瘤细胞的生长,当DIRNPs与HepG2细胞共孵育48 h,孵育浓度(以阿霉素计)提高至1.0μg/mL时,细胞存活率下降为46.80%,IC50为0.77μg/mL;当DIRNPs联合近红外激光照射180 s后,HepG2细胞存活率仅为10.11%,IC50降至0.57μg/m L。HepG2细胞对DIRNPs的摄取为能量依赖的主动转运过程,受小窝蛋白、网格蛋白及叶酸受体介导的内吞作用调控。DIRNPs可明显升高HepG2细胞内活性氧水平,当联合近红外激光照射后可进一步促进HepG2细胞的凋亡和坏死,同时抑制细胞迁移,提示其对于肿瘤转移治疗的潜在应用。体内药代动力学研究结果显示,与游离药阿霉素相比,DIRNPs可以显著提高血浆中阿霉素的浓度水平,延长药物在体内的循环时间,其Cmax、AUC0-t、MRT、t1/2分别为7.71±0.40μg/mL、60.22±6.51mg/mL·h、13.81±0.78 h、17.61±1.87 h。DIRNPs较多分布于肝、脾等组织,心脏中药物分布较少,提示其降低阿霉素相关的毒副作用。以荷瘤小鼠为动物模型考察DIRNPs联合化疗和热疗的体内抗肿瘤效果。对荷瘤小鼠的肿瘤生长动态监测17 d,PBS组、游离阿霉素组的肿瘤体积分别为3544.03 mm3、1167.72 mm3,而DIRNPs联合激光治疗组的肿瘤体积仅为472.86 mm3,该组的瘤重为0.26 g,肿瘤负担为0.94%,对H22荷瘤小鼠的肿瘤生长抑制率高达88.38%,提示DIRNPs结合化疗和热疗的双重疗法对H22肝癌细胞具有显著的抑制效果,治疗效果远远高于单纯化疗或单纯光热疗法(p<0.001)。组织学分析结果显示DIRNPs联合激光可造成严重的肿瘤组织坏死,表现出凝固性坏死、核溶解的典型热损失特征,呈现大量稀疏和空洞的细胞分布,且正常组织H&E染色图像显示DIRNPs可明显降低阿霉素引起的心肌毒性,对其临床应用具有重要意义。小鼠尾静脉注射DIRNPs后给予激光照射,可迅速升高肿瘤区域的局部温度,照射3 min即可达到47.3℃,可对肿瘤细胞造成严重的热损伤。综上,DIRNPs载体系统可有效共传递抗肿瘤药物和光敏剂并特异性地靶向至肿瘤组织,利用肿瘤弱酸性的微环境和近红外激光促发药物在肿瘤部位的快速释放,同时借助光敏剂高效的光热转换,迅速升高肿瘤组织局部温度促进肿瘤细胞的凋亡和坏死,协同提高抗肿瘤的治疗效果,在抗肿瘤的复合疗法中显示出巨大的潜力。
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