基于脂质体预抑制网状内皮系统策略的功能化纳米金棒在体肿瘤成像及光热治疗研究

The development of theranostic platforms fusing diagnostic imaging and therapeutic treatment is essential to cancer therapy. However, the non-specific uptake of nano materials by the reticuloendothelial system (RES) is the main hurdle of translation of nano medicine from bench to clinic. The strategy of RES blockade is a potential way to improve the half-life of nano materials in vivo. According to this method, we plan to pretreat the RES with nano sized liposomes to promote circulation time and the tumour uptake of gold nano-rods which continue to be injected. Herein, we design and prepare PEGylated liposome, which are further modified by different ligands to make them with positive/neutron/negative surface charger. Liposomes are administered to feed the RES with different doses at several time point. The biocompatible AuNRs are labeled with 64Cu and intravenously injected into tumour mouse models after RES blockade. The signals from PET and photo acoustic imaging can provide realtime information to evaluate the circulation and tumour uptake of AuNRs. Thus it has been shown AuNR is effective in photothermal therapy. Under the guidance of dual modality imaging, we aim to evaluate the photothermal ablation therapy following by RES blockade strategy. This project may provide a new insight for the application of nano medicine.

集诊断治疗为一体的纳米探针技术是目前纳米肿瘤学研究的热点。但由于网状内皮系统（RES）非特异性吞噬作用，严重降低了纳米探针在体生物学效应，这成为纳米医学临床转化的重要瓶颈。通过抑制RES吞噬能力可有效提高纳米颗粒在体循环性和器官靶向性。本项目拟采用脂质体预抑制策略有效降低RES吞噬功能，延长功能化纳米金棒在体循环时间，增强其透过性和保留效应，提高纳米探针的肿瘤靶向成像和治疗效果。本课题将深入研究脂质体表面电荷、给药剂量和时效性与网状内皮系统抑制作用的生物学机制。并利用PET成像和光声成像，在体评估脂质体预抑制RES策略对提高纳米金棒在体分布和肿瘤靶向诊断的影响。同时还将利用功能化纳米金棒在近红外区的高吸收和高光热转换率特性进行光热治疗，通过治疗效果验证该抑制策略对提高基于纳米技术的肿瘤治疗效率的有效性。本项目有望为纳米医学临床转化提供新思路，为肿瘤的精准医疗提供新方法。

恶性肿瘤是危害人类健康的严重疾病之一。集诊断治疗为一体的纳米探针技术是目前纳米肿瘤学研究的热点。但由于网状内皮系统（RES）非特异性吞噬作用，严重降低了纳米探针在体生物学效应，这成为纳米医学临床转化的重要瓶颈。通过抑制RES吞噬能力可有效提高纳米颗粒在体循环性和器官靶向性。本研究表明脂质体对网状内皮系统不仅具有暂时性、可逆性的抑制效果，而且具有良好的生物相容性和安全性。本研究中利用放射性铜64标记纳米金棒和PET成像，在体评估脂质体预抑制RES策略对提高纳米金棒在体分布影响。本课题从三个方面系统性地研究了脂质体在不同条件下对网状内皮系统抑制的生物学机制：（1）表面电荷；（2）注射剂量；（3）给药时间。研究结果表明，在注射纳米金棒5小时前使用400 µmol/kg带正电荷的脂质体进行预抑制，实验组动物肝、脾对纳米金棒的摄取量较对照组降低30-53%。与此同时，肿瘤组织对纳米金棒的摄取可增加11.5-16.1%。在确立和优化脂质体预抑制条件后，本研究进一步深入探索了该策略用于提高纳米材料的肿瘤治疗效果。本项目有望为纳米医学临床转化提供新思路，为肿瘤的精准医疗提供新方法。