研究背景及目的乳腺癌是当今全世界女性中最普遍的恶性肿瘤之一,严重威胁着女性的健康和生命。近年来光动力疗法(Photodynamic Therapy,PDT)以其高效、副作用小、可协同其它手术治疗及可重复治疗和相对成本低等优点脱颖而出,已成为世界肿瘤防治科学中活跃的研究领域之一。在PDT治疗肿瘤的前期研究中发现,光敏剂是影响抗癌疗效的关键要素之一。目前PDT临床研究中主要应用是1996年美国FDA批准的Photofrin,已有数万例患者接受Photofrin-PDT治疗,包括皮肤癌、乳腺癌、食管癌、眼肿瘤、咽癌、膀胱癌等。但Photofrin也存在重大缺陷：其一,Photofrin是由8个以上卟啉衍生物组成的混合制剂,有效成分不明确。其二,具有皮肤光毒性,容易引起皮肤光敏副反应,因此用药后4-8周内,患者需生活在一个避光的环境中。此外,Photofrin价格昂贵,我国临床上至今也没有应用。2006年,国家药监局批准我国第一个抗癌光敏剂喜泊分(Hiporfin)正式进入I临床应用。但Hiporfin在临床上应用的效果远不如Photofrin,并且有效成分不明确,皮肤光毒性又比较大,该光敏剂目前已处于停产状态。为了研发皮肤光毒性低、抗癌活性强、临床应用价值高且具有我国自主知识产权的光敏剂,中国医学科学院药物研究所方起程教授研究团队开展了新型光敏剂研发的潜心探讨,成功制备出纯度为98.7%以上的卟啉二聚体钠盐新型光敏剂,即华卟啉钠(Sinoporphyrin sodium),代号DVDMS。前期研究显示DVDMS具备水溶性较好、化学性质纯、单线态氧产额高、暗毒性低而光毒性强等优势,尤其是拥有我国自主知识产权、质量可控、能产业化生产。然而由于DVDMS是一新研发的光敏剂,目前关于其报道极为有限,文献检索不足5篇,并且无其介导的PDT在抑制肿瘤转移方面的报道,本课题拟从DVDMS本身光谱性质、在小鼠体内的代谢及其介导的PDT体内外对乳腺癌增殖抑制及迁移抑制效应进行研究,以期为DVDMS的新药研发及乳腺癌的治疗提供扎实的理论基础。研究方法及结果第一部分DVDMS光谱性质的研究实验主要采用超微量微孔板分光光度计和荧光分光光度计对DVDMS的吸收谱和荧光谱进行了研究,并通过改变缓冲液的pH和离子强度考察了缓冲液的pH和离子强度对DVDMS光谱的影响。实验结果如下：①DVDMS的吸收谱在300-700 nm范围内具有5个吸收峰,其最强的吸收峰(索瑞峰)位于紫外362 nm处,并且随着吸收波长的增加,这些峰的相对强度逐渐减小。②缓冲液的pH对DVDMS吸收谱有明显影响,表现为随pH值增大,其索瑞峰峰位右移,峰值增加：其荧光发射谱在酸性环境下无明显的峰位,在碱性环境下随pH值增大,其峰值增加。③缓冲液的离子强度对其吸收谱影响不大；其荧光发射谱的峰值随离子强度的增大而增加。第二部分DVDMS-PDT对小鼠乳腺癌4T1细胞增殖抑制及迁移抑制效应研究实验主要采用MTT法、克隆形成、流式细胞仪检测、划痕和Transwell实验以及形态学检测研究了DVDMS-PDT对4T1细胞的增殖抑制和迂移抑制效应,并对其关键因子进行了分析；实验结果显示：①DVDMs-PDT能够显著抑制4T1细胞的增殖,并且同等药物剂量下,其光动力效果明显优于Photofrin.②PDT处理后,流失细胞仪检测细胞生成大量活性氧,加入活性氧抑制剂后细胞的存活率明显上升,表明活性氧在DVDMS-PDT杀伤4T1细胞中发挥关键作用。③ DVDMS-PDT能够显著抑制4T]细胞的迁移,并且同等药物剂量下,其迁移抑制效果明显优于Photofrin.④PDT处理后,4T1细胞表面微绒毛减少,细胞内部骨架F-actin发生解聚,表明细胞微绒毛和骨架在DVDMS-PDT中制4T1细胞迁移中发挥关键作用。第三部分DVDMS在4T1荷瘤小鼠体内的代谢研究实验主要采用荧光分光光度法对DVDMS在4T1荷瘤小鼠体内的分布及代谢进行了研究。研究结果显示：①DVDMS在肿瘤和其它组织中的代谢和分布具有时间依赖性,在血浆中代谢速率较快,0.5 h达到高峰,6h己经降至较低水平。②DVDMS在多数组织中2h内达到高峰,随后下降,24 h均下降至峰值50%以下。③DVDMS在肿瘤组织的代谢速率相对缓慢,静脉注射12 h后达到高峰,其后12-24 h缓慢下降,表现为其对DVDMS的潴留作用。④综合DVDMS在肿瘤组织及其它组织中的代谢规律,为了达到较好的抑瘤效果,并降低对正常组织的损伤作用,选择DVDMS静脉注射24 h后光照处理。第四部分DVDMS-PDT对4T1移植瘤的杀伤作用研究通过建立荷瘤小鼠的模型,从小鼠存活期、肿瘤体积、肿瘤重量、切片形态学观察、免疫组化、肿瘤肺转移结节统计几个方面探讨了DVDMS-PDT对4T1移植瘤的生长抑制及转移抑制效应。实验结果表明：①DVDMS-PDT能显著延长4T1小鼠的存活期。②DVDMs-PDT能显著抑制小鼠肿瘤的生长,其抑制效应具有药物剂量依赖性及光照剂量依赖性。③DVDMS-PDT能显著抑制4T1小鼠的肺转移。结论综上所述,通过本课题的研究,我们从细胞实验和动物实验两个方面证实了DVDMS是一有潜力的新型光敏剂,其介导的光动力疗法能有效抑制乳腺癌的增殖和转移,并且其效果远远优于目前临床上应用的光敏剂Photofrin,这对于进一步推动DVDMS的新药研发及临床应用,有重要的理论意义和应用价值。