白蛋白复合纳米粒用于磁共振成像指导下的肿瘤光热/光动力联合治疗

摘要

21世纪以来，恶性肿瘤成为危害人类健康的最严重的疾病之一。纳米技术的出现，为肿瘤的诊断和治疗提供了新方法、新思路。而在纳米医药领域，致力于肿瘤精确诊断和高效靶向治疗的新型诊疗一体化纳米药物引起了研究人员的高度关注。白蛋白由于其良好的生物相容性等优点，可作为纳米药物载体应用于肿瘤诊疗一体化。在本论文研究中，我们以白蛋白作为纳米反应器，成功制备了一种尺寸可控的氧化钆白蛋白纳米粒(Gd2O3@albumin)，并通过酰胺反应，将光敏剂二氢卟酚e6(Ce6)偶联至蛋白表面，可用于磁共振成像指导的肿瘤光热/光动力联合治疗。本论文具体研究内容概述如下:
　　第一章:简要阐述了氧化钆纳米材料在磁共振成像中的应用、肿瘤光热/光动力治疗的研究进展、诊疗一体化纳米药物和蛋白纳米载体的研究现状，并在此基础上阐明了本论文的立题依据及研究内容。
　　第二章:将牛血清白蛋白作为纳米反应器，诱导钆离子与氢氧化钠在蛋白内腔中发生沉淀反应，通过控制反应时间(4h，8h，12h)，可对白蛋白纳米粒的尺寸进行调控，得到尺寸分别为4.7±0.5 nm，5.1±0.4 nm，10.1±1.2 nm的样品。通过酰胺反应将光敏剂Ce6成功偶联至蛋白表面制备成白蛋白复合纳米粒(SM-NPs)。通过对白蛋白复合纳米粒的尺寸观察，确定了该纳米粒形成了以氧化钆为内核、单层蛋白为壳的核壳型结构。
　　第三章:进一步对白蛋白复合纳米粒的理化性质进行表征发现，SM-NPs在660nm激光激发下可产生浓度依赖性的光热效应和单线态氧产量。与游离Ce6相比，SM-NPs的光照稳定性和化学稳定性都有了明显的提升。同时与市售磁共振造影剂Gd-DTPA相比，相同磁场强度下其弛豫系数高达Gd-DTPA的4倍左右。
　　第四章:本章中选取鼠源性乳腺癌细胞4T1作为肿瘤细胞，主要在细胞水平对SM-NPs的内吞、单线态氧产量、破膜作用以及细胞毒性进行研究。首先与游离Ce6相比，SM-NPs的细胞摄取量明显提升，且具有时间依赖性。其次通过AO和DHE染色实验证明SM-NPs在被摄取进入细胞后在660 nm激光照射下可产生单线态氧并产生破膜作用。提升的摄取量以及协同的光热/光动力效应可显著地杀死肿瘤细胞。
　　第五章:在健康小鼠皮下接种4T1肿瘤细胞，构建肿瘤模型。通过Ce6荧光和钆离子定量分析结果发现，SM-NPs在注射后24 h通过被动靶向作用分布于肿瘤组织。对SM-NPs的磁共振增强效能进行观察发现，与Gd-DTPA相比，通过尾静脉注射后24 h内在肿瘤部位可产生明显强于对照组的磁共振信号，能为肿瘤提供精确的解剖学定位。热成像结果表明，SM-NPs在注射后24 h，肿瘤部位在660 nm激光照射下其温度可上升13℃，产生明显的热损伤作用。最后，单剂量(Ce6，5 mg kg-1)尾静脉给药后24 h对肿瘤组织进行近红外激光照射，可产生协同的光热/光动力治疗效果，并显著地抑制肿瘤的生长。
　　本论文以白蛋白作为纳米反应器构建了尺寸可控的诊疗一体化纳米粒，对其在肿瘤磁共振成像以及光热/光动力治疗方面进行了较为深入的研究，为进一步探索白蛋白复合纳米粒在肿瘤诊疗一体化领域的应用奠定了一定的基础。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 磁共振成像与磁共振造影剂

1．1．1 磁共振成像的基本原理

1．1．2 磁共振造影剂的临床使用

1．1．3 氧化钆类磁共振造影剂

1．2 肿瘤的光动力及光热治疗

1．2．1 光动力治疗

1．2．2 光热治疗

1．3 肿瘤的诊断治疗一体化

1．4 蛋白纳米载体

1．4．1 白蛋白纳米载体

1．4．2 铁蛋白纳米载体

1．4．3 蛋白纳米粒尺寸调控

1．5 立题依据和研究内容

第二章 白蛋白复合纳米粒的制备与结构表征

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验材料

2．2．2 实验方法

2．2．3 结果与讨论

2．3 小结

第三章 白蛋白复合纳米粒的理化性质表征

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验材料

3．2．2 实验方法

3．2．3 结果与讨论

3．3 小结

第四章 白蛋白复合纳米粒的体外细胞学评价

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验材料

4．2．2 实验方法

4．2．3 结果与讨论

4．3 小结

第五章 白蛋白复合纳米粒的体内动物学研究

5．1 引言

5．2 实验部分

5．2．1 实验材料

5．2．2 实验方法

5．2．3 结果与讨论

5．3 小结

第六章 全文总结与展望

6．1 全文总结

6．2 主要创新点

6．3 不足与展望

参考文献

综述 功能MRI技术在乳腺癌诊治中的作用及进展

中英文缩略词表

攻读博士学位期间的科研成果

致谢