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目的:构建超顺磁性氧化铁药物运载纳米颗粒,设计肿瘤TEM8受体靶向性多肽,以及合成靶向TEM8的磁性-光学双功能成像探针,探讨其应用于多种肿瘤细胞及移植瘤的靶向成像可行性及治疗效果。
方法:
①将Dox及多巴胺修饰的INPs共同装载于HSA基质中制备水溶性D-HINPs。通过TEM,DLS,释放实验研究其表征及稳定性。MTT法检测细胞毒性。细胞荧光染色反映D-HINPs的内化。经尾静脉注射Dox,D-HINPs,Doxil至4T1荷瘤裸鼠体内,研究Dox的生物分布及血液循环半衰期。在体MR成像及组织芡光染色确认HINP靶向运输作用。Dox,D-HINPs,Doxil及对照组PBS、HINPs治疗4T1荷瘤裸鼠,记录肿瘤体积及体重,评价疗效;
②由炭疽杆菌毒素的PA的结构域IV中的小环结构设计合成13肽,KYNDRLPLYISNP(QQM),并将isF标记QQM用于检测UM-SCCI头颈癌及MDA-MB-435黑色素瘤细胞及移植瘤内TEM8表达水平;
③以IONP为核心通过共价键连接ZW-800及QQM多肽。通过TEM,DLS,FL及UV-ris检测研究表征,MTT检测细胞活力。4T1细胞及移植瘤双功能成像及形态学检测细胞标记率及体内肿瘤摄取、分布。
结果:
①D-NIHPs粒径约50.8nm。HINPs无明显毒性,D-NIHPs细胞生长抑制依赖Dox浓度,其内的Dox可于细胞标记约5min即内化至细胞核内发挥作用。D-HINPs组可持续抑制肿瘤生长,至治疗终末肿瘤体积增长395%,Doxil组约349%,Dox组979%。Doxil(2.0±0.3%)及D-HINPs(8.9±1.2%)组显示少量的体重减轻;
②ELISA显示QQM特异性结合至TEM8胞外段vWA域,IC50=304nM。lSF-FP-QQM在TEM8高表达的UM-SCC1移植瘤中的摄取率高于TEM8低表达的MDA-MB-435移植瘤,相应lh PET成像及UM-SCCI瘤lh阻断成像的肿瘤摄取分别为2.96+0.84,1.38+0.56,及1.12+1.01%ID/g:
③ZIO-Q粒径约为47.8nm,无明显毒性,体内MR成像各个时间点均显示高于ZIO的肿瘤负性增强,光学成像中荧光信号强度也高于ZlO组,这种效应均可在2h阻断成像中被阻抑。
结论:
①成功将HINP转化成具有肿瘤靶向,活体成像及治疗功能的纳米平台。D-HINPs能显著抑制4T1移植瘤生长,效率与Doxil相当,优于游离Dox。
②QQM可特异性结合TEM8。并首次应用1SF-FP-QQM PET成像示踪剂成功在TEM8高表达的移植瘤中可视化TEM8蛋白的表达水平。
③成功将IO转化为具有肿瘤主动靶向及双功能成像特征的纳米平台。ZIO-Q体内外MR及光学成像中显示对4TI乳腺癌细胞及移植瘤的靶向性。