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目的:合成一种可同时装载抗瘤多肽和光热试剂的新型水凝胶,并研究其通过光热效应和肿瘤杀伤效应对脑胶质瘤的双重抑瘤功效。 方法:⑴将自主合成的新型多肽(Melittin-RADA32)粉末溶于ICG溶液中形成新型水凝胶MRI(Melittin-RADA32-ICG);⑵通过透射电子显微镜(TEM)观察MRI水凝胶的大小及空间结构;⑶利用红细胞溶血实验检测MR水凝胶生物相容性;⑷通过MTT实验检测MRI水凝胶对细胞增殖的影响;⑸构建脑胶质瘤细胞系C6的裸鼠皮下移植瘤模型,分别瘤内注射光热试剂 ICG溶液和MRI水凝胶后,经活体荧光成像实验检测MRI水凝胶中ICG的稳定性;⑹通过记录激光照射后裸鼠瘤体的温度变化观察MRI水凝胶的光热效应,通过检测裸鼠瘤体体积变化及HE染色观察MRI水凝胶的肿瘤杀伤效应。 结果:①在0.9%NaCl溶液环境中,传统多肽RADA16可形成无色的RADA16水凝胶,负载Melittin后的MR多肽(Melittin-RADA16)无法形成凝胶。我们设计的新型多肽MR(Melittin-RADA32)可形成无色的MR水凝胶,进一步负载光热试剂ICG后可形成绿色的 MRI(Melittin-RADA32-ICG)水凝胶,后续实验中的 MR水凝胶均指新型多肽MR(Melittin-RADA32)形成的水凝胶;②透射电子显微镜结果表明RADA16水凝胶、MR水凝胶以及MRI水凝胶均可形成纳米纤维网状结构,其直径分别为8.1±2.5,11.0±2.5,16.2±2.8 nm;③圆二色谱仪检测结果显示MRI水凝胶和RADA16水凝胶在216nm波长处均出现波谷,表明MRI水凝胶负载Melittin和ICG后不影响β折叠二级结构的形成;④用808nm外近红外激光照射3min,PBS溶液和RADA16水凝胶的温度没有明显增加,MRI水凝胶、RI水凝胶(RADA16多肽装载ICG后形成的RADA16-ICG水凝胶即RI水凝胶)以及单独ICG溶液温度迅速从30℃左右升高到50℃左右;⑤Calcein-AM和 PI双染后活细胞表现为绿色荧光,死细胞表现为红色荧光。RADA16水凝胶组均为绿染的活细胞,25μL的 MRI(Melittin-RADA32-ICG)水凝胶处理后的C6出现大量红染的死细胞,而50μL的MRI水凝胶组细胞几乎均为红染的死细胞;⑥MTT实验结果表明12.5μL、25μL、50μL MRI水凝胶对应的细胞增殖抑制率分别为36%,77%和98%;⑦成功构建脑胶质瘤 C6细胞裸鼠皮下移植瘤,瘤内分别注射 ICG溶液和MRI水凝胶,24h后活体荧光成像显示ICG溶液组的瘤体荧光信号远弱于MRI水凝胶组,MRI水凝胶组的荧光信号主要集中在瘤体,而 ICG溶液组的则扩散到瘤体附近部位;⑧与对照组相比, MRI水凝胶+照射组抑瘤率可高达99%, MRI水凝胶组抑瘤率可到69%;MRI溶液组抑瘤率可到77%,与MRI水凝胶组抑瘤率相近。治疗后第12天,RI水凝胶+照射组肿瘤全部复发,且瘤体体积显著高于MRI水凝胶+照射组;HE结果显示MRI水凝胶可导致瘤体中的肿瘤细胞出现空泡化、坏死,伴有大量小核细胞浸润。 结论:合成了一种可同时装载抗瘤多肽Melittin和光热试剂ICG的新型水凝胶MRI(Melittin-RADA32-ICG),该水凝胶具有良好的生物相容性,且能通过光热效应和肿瘤杀伤效应发挥对脑胶质瘤的双重抑瘤功效。