摘要
研究背景与目的： 基于生物兼容材料开发新型肿瘤联合治疗方式是肿瘤精准治疗的前沿研究方向。其中，聚多巴胺（Polydopamine,PDA）具有优异的粘附性、可降解性并且其表面官能团可进行化学修饰，是实现联合治疗策略的理想平台。本论文基于PDA独特的物理、化学性能，着重考察PDA在表面修饰、表面包覆和分子嵌合等方面的应用潜力，构建了两种不同的联合治疗模式，通过活体动物实验，评估两种联合治疗模式对肿瘤的治疗效果，为推进肿瘤联合治疗的多样化发展提供新思路与理论依据。研究内容如下： 论文第一部分通过在PDA纳米粒表面进行多重修饰，构建靶向前列腺特异性膜抗原（Prostatespecificmembraneantigen,PSMA）的前列腺癌诊疗一体化纳米药物——Ce6@PDA-DCL-PFP，通过体、内外实验，系统性地评估了该纳米药物对前列腺癌诊疗的应用潜力。 论文第二部分利用PDA对聚乳酸-羟基乙酸共聚物（Poly（lactic-co-glycolicacid,PLGA）微球进行涂层包被，然后对PDA涂层表面进行化学修饰引入碘-131标记的四嗪分子（Tz-131I），制备放射性栓塞微球——PLGA@PDA-Tz-131I，利用四嗪点击释放反应实现在肿瘤原位进行药物释放。建立原位肝癌模型，系统性地评估了该微球在原位模型上经肝动脉放射性栓塞治疗联合点击释药在肝癌治疗中的应用潜力。 第一章靶向PSMA的PDA多功能纳米粒用于前列腺癌的诊疗研究 材料与方法： 1．以盐酸多巴胺为原料，通过溶液氧化法制备PDA纳米粒；在弱碱性条件下，PDA表面苯醌基团与化合物5（PSMA靶向小分子DCL的PEG衍生物）末端氨基发生迈克尔加成/席夫碱反应，制备具有靶向PSMA功能的PDA-DCL纳米粒； 2．同理，PDA-DCL与1H,1H,2H,2H-全氟癸硫醇末端巯基发生席夫碱反应，在PDA-DCL纳米粒表面引入氟链，然后利用氟-氟相互作用吸附具有超声性能的1H-全氟戊烷（1H-Perfluorpentane,PFP），制备PDA-DCL-PFP超声纳米粒，利用X射线光电子能谱技术（X-rayphotoelectronspectroscopy,XPS）对纳米颗粒的F元素进行定量分析； 3．最后通过π-π堆积作用，负载光敏剂二氢卟吩e6（Chlorine6,Ce6），制备诊疗一体化药物——Ce6@PDA-DCL-PFP纳米粒，运用紫外分光光度法检测Ce6的最大负载率；评估在近红外激光照射下纳米粒的光动力治疗（Photodynamictherapy,PDT）及光热治疗（Photothermaltherapy,PTT）性能； 4．通过细胞成像实验评估该纳米药物的靶向性能，利用流式细胞术考察PDT/PTT联合治疗对细胞的杀伤作用； 5．通过活体超声成像评估Ce6@PDA-DCL-PFP对前列腺癌的诊断效果，运用小动物活体荧光成像评估纳米粒的体内分布； 6．通过对活体肿瘤的抑瘤率评估Ce6@PDA-DCL-PFP的PTT/PDT联合治疗对前列腺癌的疗效。 实验结果： 1．制备的PDA纳米颗粒粒径约235nm；PDA-DCL纳米粒中DCL含量为10.11%； 2．PDA-DCL引入氟链后的F元素含量为1.45%，进一步吸附氟化物制备的PDA-DCL-PFP中F含量可达9.97%； 3．经多重修饰制备的Ce6@PDA-DCL-PFP纳米药物粒径约250nm；Ce6最大负载率为52.80%；经激光照射后，表现出较好的PDT性能，其光热转换效率为22.56%； 4．细胞成像结果显示Ce6@PDA-DCL-PFP细胞内化程度较非靶向的纳米粒高6.5倍；流式细胞术检测结果显示该纳米药物的PDT/PTT联合治疗对细胞的致死率为83.7%； 5．Ce6@PDA-DCL-PFP用于肿瘤成像时在肿瘤组织形成均匀、密集的高水平回声，可实现对前列腺癌的精确诊断；活体成像结果显示，Ce6@PDA-DCL-PFP纳米颗粒经体循环24h时，肿瘤对其摄取达最大值； 6．利用Ce6@PDA-DCL-PFP对肿瘤进行PTT/PDT联合治疗，抑瘤率可达80.0%。 结论： 本课题在PDA纳米粒表面进行多重修饰，成功制备了靶向前列腺癌的诊疗一体化纳米药物Ce6@PDA-DCL-PFP。其中，DCL可实现主动靶向PSMA，提高纳米颗粒的细胞内化程度及肿瘤部位的富集；负载的PFP可实现对前列腺癌的超声诊断；利用PDA纳米粒的PTT性能及Ce6的PDT性能，成功实现了对前列腺癌的PTT/PDT联合治疗。综上，这种靶向PSMA的多功能纳米药物为前列腺癌的诊疗提供了新思路，具有潜在的临床应用前景。 第二章PLGA@PDA-Tz-131I微球的设计制备及其通过放射性栓塞与点击释药对原位肝癌的联合治疗研究 材料与方法： 1．以（4E）-环辛烯对硝基苯酚酯（TCO-PNB酯）及丝裂霉素C（MitomycinC）为原料通过亲核取代反应合成TCO-MitomycinC前药；以三氟甲磺酸镍为催化剂合成四嗪化合物；通过亲电取代反应进行碘-131标记，获得化合物18（Tz-131I）； 2．以PLGA高分子聚合物及聚乙烯醇为原料，利用乳化交联法制备PLGA微球；在PLGA微球表面进行PDA涂层修饰，运用XPS检测PDA涂层的厚度； 3．在弱碱性条件下，微球表面PDA涂层苯醌基团与化合物18末端氨基发生迈克尔加成/席夫碱反应，制备PLGA@PDA-Tz-131I微球；检测微球在血清及PBS中的稳定性； 4．运用高效液相色谱（Highperformanceliquidchromatography,HPLC）检测微球存在的条件下TCO-MitomycinC的释放效率； 5．经肝动脉栓塞手术，将PLGA@PDA-Tz-131I微球注入肝脏，运用单光子发射断层及X射线计算机断层融合显像（Singlephotonemissioncomputedtomography/Computedtomography,SPECT/CT）监测微球体内分布及稳定性； 6．通过N-亚硝基二乙胺药物诱导建立大鼠原位肝癌模型，运用磁共振显像（Magneticresonanceimaging,MRI）鉴定肝癌模型；利用PLGA@PDA-Tz-131I微球经肝动脉栓塞治疗与点击释药对肝癌模型鼠进行联合治疗，通过肝脏肿瘤MR显像、生存期统计及肝脏肿瘤病理检测评估联合治疗效果。 实验结果： 1．通过四步化学合成成功制备了的四嗪化合物14，总产率为5.8%；通过一步化学反应合成了TCO-MitomycinC前药，产率为64.2%；碘-131标记四嗪小分子的放射化学标记率为92.9%； 2．制备的PLGA微球粒径约33?m，符合放射性栓塞微球的粒径要求；PLGA@PDA微球表面PDA涂层厚度约20nm； 3．PLGA@PDA-Tz-131I微球的放射化学产率为50.0%；在PBS及血清中放置两周后，仍稳定结合碘-131的微球占比分别为90.0%、84.0%； 4．微球表面的四嗪化合物与TCO-MitomycinC反应30min时，MitomycinC的释放率为47.5%，反应4h时释放率可达53.1%； 5．SPECT/CT融合显像结果显示PLGA@PDA-Tz-131I微球经动脉栓塞后分布于肝脏组织，连续扫描60天均可在肝脏检测到碘-131信号； 6．肝癌模型药物诱导成功率约81.0%；PLGA@PDA-Tz-131I微球经肝动脉栓塞治疗联合点击释药可抑制肿瘤生长、转移；联合治疗组生存期较对照组延长了50天；病理检测结果显示联合治疗组肝脏肿瘤组织细胞坏死，正常肝组织细胞形态正常。 结论： 本课题通过在PLGA微球表面进行PDA涂层包被，再在PDA涂层表明引入Tz-131I，成功制备了粒径约33?m的PLGA@PDA-Tz-131I微球。将PLGA@PDA-Tz-131I微球用于肝动脉栓塞，一方面实现对肝癌的内照射治疗，另一方面利用四嗪点击释放反应在肿瘤原位释放化疗药物，对原位肝癌同时实现放射性栓塞治疗及化疗。实验结果表明该联合治疗策略对肝脏肿瘤具有显著的疗效，是一种具有临床应用前景的放射性栓塞治疗-化疗联合治疗策略。
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