摘要
恶性肿瘤是严重威胁公共健康的主要疾病之一。目前，传统的肿瘤治疗方法主要有手术切除、放射疗法和化学疗法等，但存在手术风险较高、放疗和化疗不良反应大、易出现耐药性等问题，治疗效果往往并不理想。光热疗法（PTT）是一种新型的肿瘤治疗方法，其采用近红外（NIR）激光照射靶位，蓄积在肿瘤的光热剂将光能转换为热能引起肿瘤部位的局部高温，抑制肿瘤生长。但是高温刺激肿瘤细胞分泌热休克蛋白（HSPs）增加，HSPs参与修复受损蛋白和保护现有蛋白，这使得肿瘤对高温损伤的耐受性增强。因此单一的PTT往往不能有效的消融肿瘤。化学动力学疗法（CDT）是利用Fenton反应或类Fenton反应将内源性过氧化氢转化为高细胞毒性的羟基自由基（·OH）来杀伤肿瘤细胞的另一种新型抗肿瘤方法。与PTT相比，CDT不需要外部刺激。同时，作为第二信使的钙离子（Ca2+）通过刺激线粒体的代谢可触发线粒体通透性转换孔（MPTP）的开放，导致肿瘤细胞死亡。金属钯纳米材料具有良好的光热转化性能和生物相容性，有望应用于生物医学领域。 基于此，本研究将PTT/CDT和Ca2+相结合，设计并合成了一种新型的具有光热和化学动力学性能的PdH@CaCO3纳米粒（PdH@CaCO3）用于联合治疗肿瘤。其主要是由氢化钯纳米粒（PdH）核心结合碳酸钙（CaCO3）涂层构建而成。PdH@CaCO3进入肿瘤部位后可响应肿瘤酸性微环境，降解释放出PdH和大量Ca2+。释放出的Ca2+通过刺激线粒体的代谢触发MPTP的开放，降低线粒体膜电位，导致肿瘤细胞死亡。同时，释放出的PdH是一种良好的光热剂，在近红外激光照射下，可产生光热效应用于抗肿瘤治疗。PdH在肿瘤微环境中可以与过量的H2O2发生反应，产生的·OH可以用于CDT。此外，PdH还可以消耗肿瘤部位的谷胱甘肽（GSH），使得·OH的消耗减少，进一步增强了CDT疗效。该纳米系统可同时发挥PTT、CDT及Ca2+的效应，在肿瘤治疗方面具有一定的临床治疗潜力。因此，本文通过溶剂热法制备了一种新型的基于金属钯的PdH@CaCO3，并从以下三个部分开展研究。 在第一章中，成功制备了PdH@CaCO3并对其进行了表征。通过透射电镜（TEM）、动态光散射（DLS）和X射线光电子能谱（XPS）等检测，证明了PdH@CaCO3的成功制备。然后进一步通过体外光热性能研究，表明PdH@CaCO3在808nm激光照射下具有良好的光热转换效应和光热稳定性。最后采用紫外可见分光光度法分别验证了PdH@CaCO3良好的类Fenton效应和GSH耗竭能力。 在第二章中，采用人脐静脉内皮细胞（HUVEC）初步研究了PdH@CaCO3对正常细胞的损伤，以此来证明PdH@CaCO3良好的细胞相容性。然后采用小鼠乳腺癌细胞（4T1）进行了肿瘤细胞毒性实验和活死细胞染色实验，证明了PdH@CaCO3在近红外激光照射下对肿瘤细胞具有CDT和PTT联合治疗的效果。进一步采用DCFH-DA荧光探针检测各治疗组肿瘤细胞内·OH水平，证明了PdH@CaCO3在肿瘤细胞内可将H2O2转化为·OH，发挥CDT疗效。最后采用JC-1试剂盒来检测肿瘤细胞线粒体膜电位的变化，证明了PdH@CaCO3在肿瘤细胞微环境下，释放的Ca2+和产生的·OH可以使线粒体膜电位发生去极化，降低线粒体膜电位从而对肿瘤细胞造成一定的杀伤作用。 在第三章中，首先通过溶血实验证明PdH@CaCO3具有良好的血液相容性，进而构建荷瘤小鼠模型研究其体内光热性能和抗肿瘤效果。通过体内红外热成像实验评估了PdH@CaCO3在小鼠肿瘤部位的光热效应，证明PdH@CaCO3在体内依旧保持良好的光热性能，可达到消融肿瘤细胞的温度。然后进行了小鼠体内药效学实验，研究结果显示，瘤内注射了PdH@CaCO3的小鼠在近红外激光照射下肿瘤生长被抑制，证明PdH@CaCO3可有效联合CDT和PTT，增强肿瘤治疗效果。最后通过肝肾功能检测和苏木精-伊红（Hamp;E）染色，进一步证实PdH@CaCO3在具有显著的抗肿瘤效应的同时还具有良好的生物安全性。 综上，本研究采用溶剂热法成功制备了生物相容性良好的PdH@CaCO3。通过体内外实验证明，该多功能纳米粒在具有良好的生物安全性的同时，还能通过CDT/PTT和Ca2+的联合治疗，有效杀伤肿瘤细胞。
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