核酸适配体修饰的二硫化钼纳米片的靶向热效应研究

来源 :长春理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:yangyi376
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癌症是一种严重威胁人类健康与生命的致死性疾病,如何有效的治疗癌症一直是困扰人类的一个难题。近年来,近红外激光诱导的肿瘤光热治疗,引起了人们的广泛关注。由于近红外光拥有良好的组织穿透性,它可以使富集在肿瘤部位的光热材料产生热效应进而消除肿瘤。因此,光热治疗有望发展成为精准治疗癌症的方法。二硫化钼是过渡金属硫化物中被研究的最多的光热材料之一,其独特的带隙宽度、近红外吸收、光热转换能力和良好的生物相容性,使二硫化钼在肿瘤光热治疗领域具有潜在的应用前景。然而,高特异性识别并将二硫化钼纳米片有效地富集到肿瘤组织、降低纳米材料潜在毒性,这仍然是肿瘤光热治疗研究和临床转化需要解决的关键问题。本文从上述关键问题入手,通过二硫化钼纳米片吸附牛血清白蛋白以提高其生物相容性,控制纳米片尺寸以降低二硫化钼毒性,利用核酸适配体能特异性识别靶细胞特性,开展了适配体修饰的二硫化钼纳米片的靶向光热效应研究,主要研究内容如下:(1)功能化二硫化钼纳米片的构建与表征采用一步水热合成法和辅助超声剥离法构建了MoS2-BSA纳米片,通过EDC/NHS化学交联将核酸适配体偶联到MoS2-BSA上,制备了MoS2-BSA-Apt纳米片;TEM、THTEM、XRD、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见-近红外吸收光谱、水合粒径、Zata电位和悬浮稳定性。实验结果表明,MoS2-BSA纳米片中MoS2含量较MoS2-BSA-Apt纳米片中高,但MoS2粒径均为10 nm,两溶液均具有升温-降温、悬浮稳定性以及近红外吸收特性;红外热成像温度监测结果显示,808 nm激光照射MoS2-BSA和MoS2-BSA-Apt纳米片后,两种功能化二硫化钼均能发生显著温升,其具有较好的光热效应。(2)功能化二硫化钼纳米片细胞毒性及体外肿瘤细胞光热性能功能化二硫化钼纳米片与MCF-7人乳腺癌细胞体外培养后,利用MTT实验、光热效应、细胞内外单线态氧和膜电位测定,研究了功能化二硫化钼纳米片细胞毒性及体外肿瘤细胞光热治疗性能。实验结果显示:MoS2-BSA和MoS2-BSA-Apt纳米片对细胞均没有明显的毒性;两种功能化二硫化钼纳米片对体外肿瘤细胞均有较好的光热效应,但存在差异;MoS2-BSA-Apt纳米片能特异性识别靶细胞并被转运到细胞内,光热治疗过程伴随有单线态氧产生和细胞线粒体受损,进而引起肿瘤细胞迅速凋亡;而MoS2-BSA纳米片仅处于细胞外,其光热过程伴有单线态氧产生。(3)功能化二硫化钼纳米片体内光热治疗以文中构建的人乳腺癌荷瘤小鼠为基础,研究了808 nm激光对瘤内注射MoS2-BSA、尾静脉注射MoS2-BSA-Apt两种给药方式小鼠乳腺癌细胞光热治疗效及MoS2代谢途径。实验结果表明:尾静脉注射MoS2-BSA-Apt组小鼠乳腺肿瘤,经十四天光热治疗后肿瘤全部消失;而瘤内注射MoS2-BSA组小鼠乳腺癌肿瘤生长得到了抑制,但没有完全消失,并且有反弹倾向。功能化二硫化钼纳米片体内光热治疗荷瘤小鼠过程中,其体重均稳定上升,MoS2纳米片对小鼠心、肝、脾、肺、肾五个主要脏器组织影响不大。二硫化钼纳米片在小鼠体内主要通过肝脏和脾脏进行代谢,注射7天后MoS2纳米片基本被代谢出体外。因此,MoS2-BSA-Apt具有特异性识别靶细胞、低毒以及较好生物相容性和光热特性,其有望被用于肿瘤精准治疗中。
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