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前列腺癌（prostate cancer,PCa）是男性泌尿生殖系统中最常见的恶性肿瘤之一。近年来,我国男性前列腺癌发病率和死亡率呈明显上升趋势,早期诊断和有效治疗是确保前列腺癌患者良好预后的基础。研究显示,超声分子影像学具有实时动态成像、治疗可控、操作简便等优点,为前列腺癌的诊断、治疗及疗效监控提供了新的思路。但常规超声在前列腺癌诊断中存在灵敏度低、特异性差的不足,因此研制一种灵敏好、对比度强的超声造影剂是目前前列腺癌分子影像学中的研究热点。近红外荧光成像（Near-infrared fluorescence imaging）具有实时成像、敏感性高、无电离辐射等优点,越来越广泛地应用于疾病的早期诊断和靶向治疗,但由于存在强光学散射、低穿透深度等缺点,极大程度地限制了其在医学诊断与治疗中的应用。光声成像结合了纯超声成像的高穿透深度和纯光学成像的高对比度的特性,可以同时提供高对比度和高分辨率的组织成像,能快速直接地测量和跟踪肿瘤的生长、转移,在肿瘤的诊断和治疗监控中具有较大的应用潜力。因此,构建一种能同时进行肿瘤超声、荧光及光声显像的多模态超声造影剂,可克服单一影像学检查方法的局限性,正成为目前分子影像学的研究热点。吲哚菁绿（indocyanine green,ICG）是一种三碳菁绿染料,是美国食品和药物管理局（FDA）批准用于临床的近红外光（Near Infrared,NIR）荧光染料。ICG可作为荧光探针应用于临床视网膜血管造影、心血管及肝功能造影等领域,还可对某些原位癌及转移性肿瘤进行准确定位,在光学显像中具有极大的应用前景。构建能同时实现诊断和治疗一体化的多功能纳米药物是目前肿瘤治疗的研究方向之一。多功能纳米药物是通过将治疗药物和成像试剂集成于纳米颗粒中,有针对性地递送到病变组织,能显著提高局部病变的治疗效果,减少对正常组织的毒副作用。紫杉醇（paclitaxel,PTX）是获得FDA批准的第一个天然植物化学药物,能通过阻碍纺锤体和纺锤丝的形成来抑制肿瘤细胞分裂和增殖,被认为是已发现的功效最显著的天然抗癌药物。本课题组前期研究和其他相关研究显示,脂质体纳米泡具有穿过肿瘤血管进入肿瘤组织,并在肿瘤组织内长时间聚焦的特点,且将NIR荧光染料ICG包载于脂质体中可明显改善其在体内循环的稳定性,增强肿瘤组织的光学成像效果。基于此,本研究拟应用脂质体外壳与ICG和PTX亲和力强的优点,构建一种同时包载近红外荧光染料ICG和化疗药物PTX的多功能脂质体纳米泡（ICG-PTX NBs）,研究ICG-PTX NBs在前列腺癌移植瘤中超声、荧光及光声多模态成像的效果,并进一步研究其在超声辐照下对前列腺癌移植瘤生长的抑制效果,从而为前列腺癌提供一种安全好、稳定性强、具备多模态显像和诊疗一体化功能的纳米泡。目的1.构建一种同时包载近红外荧光染料ICG和化疗药物PTX的多功能脂质体纳米泡（ICG-PTX NBs）,研究其在前列腺癌移植瘤超声、荧光及光声多模态成像的效果,为肿瘤的多模态分子显像提供一种高效安全的造影剂。2.探讨ICG-PTX NBs联合超声辐照治疗前列腺癌的效果和机制,对多功能载药纳米泡实现前列腺癌诊疗一体化研究提供了新思路。方法1.ICG-PTX NBs用于前列腺癌移植瘤超声/荧光/光声多模态分子成像的实验研究（1）采用机械振荡法制备ICG-PTX NBs,检测其粒径、Zeta电位、包封率、载药效率和溶血作用。（2）体外模型中,观察ICG-PTX NBs的体外超声、荧光和光声显影效果。（3）在前列腺癌PC-3细胞裸鼠移植瘤中比较ICG-PTX NBs和空白纳米泡（Blank NBs）的体内超声增强显像能力;进一步比较ICG-PTX NBs和ICG溶液的体内光声显像能力及荧光显像能力。2.ICG-PTX NBs联合超声辐照靶向破坏纳米泡技术治疗前列腺癌移植瘤的实验研究（1）CCK-8和流式细胞术分析ICG对纳米泡空化作用的影响。（2）应用CCK-8和流式细胞术检测ICG-PTX NBs联合超声辐照对前列腺癌细胞的增殖抑制和诱导凋亡效果。（3）通过监测前列腺癌裸鼠移植瘤体积和超声造影变化,借助移植瘤HE染色与TUNEL染色综合评价ICG-PTX NBs联合超声辐照对前列腺癌移植瘤的生长抑制效果。（4）HE染色及血生化分析ICG-PTX NBs的生物安全性。结果1.ICG-PTX NBs用于前列腺癌移植瘤超声/荧光/光声多模态分子成像的实验研究（1）ICG-PTX NBs的粒径和Zeta电位分别为469.5±32.87 nm和-21.70±1.22 m V,其中ICG的包封率为68%,载药量为2.52%;PTX的包封率为78.2%,载药量为11.59%。溶血实验显示ICG-PTX NBs具有生物安全性。（2）ICG-PTX NBs在琼脂糖模型中的超声及光声显像效果与ICG-PTX NBs浓度呈正相关,体外荧光显示ICG-PTX NBs荧光强度强于等浓度的单纯ICG溶液。（3）体内裸鼠移植瘤显像实验显示,ICG-PTX NBs可在前列腺移植瘤部位聚集,具有超声/荧光/光声多模态成像能力。2.ICG-PTX NBs联合超声辐照靶向破坏纳米泡技术治疗前列腺癌移植瘤的实验研究（1）在经超声辐照处理及未经超声辐照处理的情况下,Blank NBs与ICG NBs间及PTX NBs与ICG-PTX NBs间的细胞生长活力均无显著性差异。（2）ICG-PTX NBs联合超声辐照组比其他组（PBS、US、PTX、PTX+US、ICG-PTX NBs）具有更显著的抑制细胞增殖和促进细胞凋亡的抗肿瘤活性。（3）与其他组（PBS、US、PTX、PTX+US、ICG-PTX NBs）相比,ICG-PTX NBs+US组移植瘤的体积变化最小,HE染色与TUNEL染色结果显示ICG-PTX NBs+US组凋亡和坏死程度最高。（4）血生化指标结果显示ICG-PTX NBs组和ICG-PTX NBs+US组的肝脏功能（ALT、AST）和肾脏功能（BUN、CRE）与PTX组存在显著差异,表明ICG-PTX NBs和ICG-PTX NBs+US的毒性小于游离PTX。结论1.本课题构建的ICG-PTX NBs具有粒径小、性质稳定、穿透力强等特点,可实现前列腺癌移植瘤超声/荧光/光声分子显像的功能,为脂质纳米泡的多模态显像奠定了实验基础。2.在低强度超声辐照的协同作用下,ICG-PTX NBs+US组具有极强的抗肿瘤活性,在体内前列腺癌移植瘤实验中,ICG-PTX NBs+US组能够显著抑制PC-3肿瘤的生长,且毒副作用较小。本研究为研制多模态诊断及治疗一体化的新型造影剂提供了新的研究思路并奠定坚实的理论基础。3.本研究所构建的ICG-PTX NBs具有良好的生物安全性,可实现稳定、安全、有效地前列腺癌局部治疗,为前列腺癌诊疗一体化研究开辟了新的途径。