双荧光标记的双靶向载顺铂磁性纳米复合物同步磁热放化疗治疗鼻咽癌的机制研究

Chemotherapy current with intensity modulated radiation therapy is the most advanced method in the treatment of nasopharyngeal carcinoma (NPC). However, this method still can’t prevent the recurrence and metastasis of NPC completely. Our team has synthetized a magnetic nanomedicine, supported by two NSFC projects, which loads cisplatin (CDDP) and tumor suppressor gene TFPI-2 as an anti-tumor drug. It showed specific targeting ability and stable inhibition of NPC in vitro, but the effect in vivo is not as good as in vitro. Thus, to overcome this defect, our team plan to use chemistry methods to let CDDP and Cy5.5 connect to oxide sodium alginate (ASA) in this project. After that, we will use the compounds to capsule oxide iron particles and form a magnetic core ASA-Cy5.5-CDDP-MNP. Next, we will connect this magnetic core to a PEG shell modified with folic acid (FA) and TAT peptide by static electricity interaction and form a magnetic nanoparticle FA-TAT-PEG-ASA-Cy5.5-CDDP-MNP. Confocal fluorescence microscope(TAT, green; Cy5.5, red), MRI, living image, infrared thermal imaging, flow cytometry, TEM and other detection methods will be used to identify the physicochemical characteristics, research the targeting and inhibition effect, the transportation and metabolic process on NPC in vitro and vivo ,and its mechanism of action.

适形调强同步放化疗是目前治疗鼻咽癌最先进的手段，但仍不能完全控制其复发和转移。我们在前两项国家自然科学基金支持下制备了叶酸靶向载TFPI-2和顺铂的磁性纳米抗癌药物，体外实验显示其靶向性和抑癌效果良好，但体内治疗效果不理想。本项目拟采用化学方法将顺铂（CDDP）及近红外荧光素Cy5.5偶联于氧化的海藻酸钠（ASA）上，并用其包裹Fe3O4，构建载药磁性纳米核心（ASA-Cy5.5-CDDP-MNP），并通过静电作用吸附叶酸（FA）和穿透肽TAT修饰的聚乙二醇（PEG）包壳，组装成多功能磁性纳米复合物（FA-TAT-PEG-ASA-Cy5.5-CDDP-MNP）。通过体内外实验，采用荧光（TAT绿色，Cy5.5红色）共聚焦、MRI、活体成像及红外热成像、透射电镜、流式细胞术等，明确该磁性纳米复合药物的理化特性、药物在鼻咽癌细胞及荷瘤裸鼠体内的靶向性、转运、代谢过程、同步磁热放化疗效果及机理。

在对鼻咽癌新型治疗模式的研究中，尚未见学者将纳米材料的靶向能力、成像能力、协同治疗能力同时考虑在内。本研究采用醛基化海藻酸钠改性的四氧化三铁纳米颗粒作为药物载体，以高分子材料聚乙二醇（PEG）与鼻咽癌细胞叶酸受体的配体叶酸（FA）和细胞穿透肽共聚物进行主要修饰，构建双荧光标记（FITC、ICG）的载顺铂纳米药物 FA/TAT-FITC-PEG@SPION-CDDP-ICG，实现对叶酸受体阳性鼻咽癌的靶向联合治疗。通过红外线光谱、透射电镜、纳米粒径与电位分析仪等检测该纳米复合物的理化特征；通过普鲁士蓝染色、Hoechst 染色实验了解纳米粒子的体外摄取情况；通过 CCK-8、流式凋亡、活死细胞染色、DCFH-DA 染色实验研究该复合物在体外对鼻咽癌细胞的抑制作用；通过小动物活体成像观察 FA/TAT-FITC-PEG@SPION-CDDP-ICG 在裸鼠体内随时间的靶向分布；通过HE 染色和血生化、血常规指标的检验，探索纳米药物对机体的毒性作用；通过荷瘤裸鼠的治疗试验（包括光热疗）探索对裸鼠移植瘤的抑制效应和联合光热疗对鼻咽癌的治疗效果。理化性质表征结果显示，该磁性纳米粒呈形态不规则的纳米复合物，水动力学平均粒径约为155.3nm ，Zeta 电位-46.7mV。体内外试验证实，该复合物对HNE-1 具有良好的靶向性、生物相容性和荧光成像性，联合光热疗对鼻咽癌具有明显的抑制作用，可用于叶酸受体阳性鼻咽癌的靶向治疗和代谢显像。上述研究结果为鼻咽癌细胞的分子靶向、荧光成像、光热化疗提供了实验依据，进一步说明分子靶向综合治疗的方法具有可行性和有效性。为将来临床应用提供了实验依据。