本文選題：氧化石墨烯　切入點：雙光子光動力療法　出處：《西南大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：癌癥是嚴重威脅人類健康的重大疾病之一,也是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)所面臨的難題之一。目前臨床上治療癌癥的傳統(tǒng)方法包括外科治療、放射治療、內(nèi)科治療等。而光動力療法(photodynamic therapy,PDT)作為一種無創(chuàng)療法也越來越多地被應(yīng)用于癌癥的治療,它通過一定波長的光源激發(fā)分布在癌細胞中的光敏劑(photosensitizer,PS),將能量傳遞給周圍的氧分子產(chǎn)生活性氧物種(reactive oxygen species,ROS),進而和腫瘤細胞內(nèi)的大分子發(fā)生氧化反應(yīng),殺死癌細胞以達到治療目的。與外科手術(shù)相比,光動力治療是無創(chuàng)療法,減輕了患者的痛苦。也不會產(chǎn)生化療藥物的耐藥效應(yīng)。但是,受光敏劑自身理化性質(zhì)的限制——大多只能被600-700 nm波長的光源激發(fā),這些較短波長的激發(fā)光穿透力較弱不足以達到深部腫瘤發(fā)揮作用,因此光動力療法的臨床應(yīng)用目前局限于皮膚疾病或者淺表腫瘤;再者,大部分光敏劑難溶于水且易在體內(nèi)聚集,影響其在體內(nèi)的分布及單線態(tài)氧的產(chǎn)生,進而影響光動力療法對癌癥的治療效果。目前,新興的雙光子光動力療法則利用雙光子吸收(two-photon absorption,2PA)化合物吸收長波長光源的能量,通過熒光共振能量轉(zhuǎn)移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)將能量傳遞給光敏劑然后產(chǎn)生單線態(tài)氧等活性氧物種。雙光子光動力療法從理論上來說克服了光動力療法穿透力弱的缺點。氧化石墨烯(graphene oxide,GO)是石墨烯的衍生物,因為其獨一無二的光學(xué)性質(zhì)和熱學(xué)性質(zhì)成為了藥物遞送、疾病診斷、組織工程和基因轉(zhuǎn)染等生物醫(yī)藥領(lǐng)域的研究熱點。它的單片層二維結(jié)構(gòu)擁有巨大的比表面積,易于通過π-π堆積作用裝載芳香化合物,如具有共軛芳環(huán)結(jié)構(gòu)的疏水光敏劑,提高其水溶性。并且GO的表面有很多羥基、羧基、環(huán)氧基等含氧基團,可以成為功能化修飾的位點,從而賦予其更大的應(yīng)用空間。本文以聚乙二醇化的氧化石墨烯(GO-PEG)為藥物遞送載體,實現(xiàn)了對光敏劑焦脫鎂葉綠酸a(pyropheophorbide-a,PPa)和吡啶類的2PA化合物BL4的共同裝載(GO-PEG-PPa/BL4),且兩者在癌細胞內(nèi)釋放后,在近紅外激光(980 nm)激發(fā)下通過FRET作用能夠產(chǎn)生PDT效應(yīng),同時在此波長激發(fā)下GO通過光熱轉(zhuǎn)化發(fā)揮光熱治療的作用。本研究在4T1小鼠乳腺癌細胞及小鼠皮下乳腺癌模型上,從體外體內(nèi)兩方面評價了GO-PEG-PPa/BL4對腫瘤的光熱-雙光子光動力療法聯(lián)合應(yīng)用的有效性。本論文主要從以下三個部分開展了相關(guān)的研究工作。第一部分,構(gòu)建了基于氧化石墨烯的藥物傳遞系統(tǒng)。首先將GO表面的部分羧基共價鍵合了PEG得到GO-PEG,并通過原子力顯微鏡、紫外可見分光光度法、紅外分光光度法和表面電位等方式對GO-PEG進行了表征。接著利用π-π堆積作用、疏水效應(yīng)等非共價作用,制備了載有PPa和BL4的復(fù)合物GO-PEG-PPa/BL4,通過紫外可見分光光度法、熒光分光光度法等對PPa和BL4包封率分別進行了測定。并且利用試劑9,10-蒽二丙酸的二鈉鹽(anthracene-9,10-dipropionic acid disodium salt,ADPA)檢測了裝載前后PPa在體外溶液中單線態(tài)氧的產(chǎn)生情況。然后考察了GO-PEG-PPa/BL4在不同pH緩沖液中的體外釋放行為和GO樣品在近紅外激光(980 nm)照射下溶液的升溫行為。結(jié)果表明,載體GO-PEG對PPa和BL4實現(xiàn)了共同裝載,PPa和BL4的包封率分別是36%和30%。溶液中游離的PPa和BL4可以產(chǎn)生單線態(tài)氧,而被GO裝載后在未釋放時無明顯的單線態(tài)氧產(chǎn)生。PPa和BL4可以同時被釋放且pH對二者的釋放無明顯影響。氧化石墨烯在近紅外激光的照射下,能夠吸收光能并將其轉(zhuǎn)換成熱能,即具有一定的光熱轉(zhuǎn)換能力。第二部分,研究了該載藥系統(tǒng)的體外抗癌活性。在4T1小鼠乳腺癌細胞上考察了GO-PEG-PPa/BL4對細胞的光/暗毒性,在細胞上進行了光照強度與光照時間的篩選,并用優(yōu)化條件進行了細胞的光毒性實驗,接著評價了細胞水平光熱-雙光子光動力療法的效果,并且通過流式細胞術(shù)測定了光熱-雙光子光動力療法過程中的癌細胞凋亡率,最后考察了細胞對GO-PEG-PPa/BL4的攝取情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)GO、GO-PEG和BL4對細胞均無明顯暗毒性,而通過GO-PEG裝載后,光敏劑PPa暗毒性降低。GO-PEG-PPa/BL4能夠在細胞上實現(xiàn)光熱-雙光子光動力療法的聯(lián)合作用,GO-PEG-PPa/BL4能夠被細胞攝取且具有一定的時間依賴性。第三部分,建立了小鼠皮下乳腺癌模型并對載藥系統(tǒng)的有效性進行了考察。首先通過對Balb/c小鼠皮下注射4T1細胞建立了小鼠的皮下乳腺癌模型,在此動物模型上考察了載體GO-PEG在體內(nèi)的分布情況,然后對腫瘤小鼠進行了光熱-雙光子光動力療法的有效性考察,并對小鼠的心、肝、脾、肺、腎等主要器官進行了組織病理學(xué)觀察,此外,對小鼠腫瘤組織切片進行了病理學(xué)和原位末端轉(zhuǎn)移酶標(biāo)記(TdT-mediated dUTP nick end labeling,TUNEL)染色。結(jié)果顯示,隨著給藥時間的延長,載藥系統(tǒng)逐漸在腫瘤部位蓄積,GO-PEG-PPa/BL4給藥光照組可以有效地抑制小鼠腫瘤的生長,其次是GO-PEG給藥光照組。試驗組與對照組對小鼠的主要器官均未造成明顯的損傷,表明了基于氧化石墨烯的光熱-雙光子光動力療法具有良好的生物相容性。TUNEL染色結(jié)果也顯示出GO-PEG-PPa/BL4給藥光照組的效果最為顯著,進一步表明了光熱-雙光子光動力療法在小鼠上具有明顯的抑制腫瘤生長的作用。綜上所述,本研究通過體外體內(nèi)的一系列實驗,初步驗證了GO-PEG-PPa/BL4載藥系統(tǒng)具有良好的光熱-雙光子光動力聯(lián)合應(yīng)用效果和一定的安全性,有望在未來成為治療癌癥的一種新手段。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O613.71;R943

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 董虹;武瑞雪;劉佳琦;黃晴;周雅;胡一橋;;腫瘤的光動力治療研究進展[J];中國藥科大學(xué)學(xué)報;2016年04期

2 李廷慧;顧瑛;邱海霞;黃乃艷;;光敏劑的臨床應(yīng)用及研究進展[J];中國激光醫(yī)學(xué)雜志;2013年05期

3 陳偉;;癌癥治療的新方法——納米自發(fā)光光動力療法[J];玉林師范學(xué)院學(xué)報;2013年05期

4 李黎波;李文敏;項蕾紅;秦中平;王洛偉;林盡染;馬英;羅榮城;黃正;;光動力療法在中國的應(yīng)用與臨床研究[J];中國激光醫(yī)學(xué)雜志;2012年05期

5 劉慧龍;劉端祺;;光動力學(xué)療法中光敏劑的研究和展望[J];中國新藥雜志;2012年12期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 田博;基于氧化石墨烯納米載體的光熱增強的光動力學(xué)癌癥治療[D];蘇州大學(xué);2012年

，

本文編號：1637495