开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
项目背景介绍:
一直以来,癌症是世界范围内公共健康问题,是危害人类健康的最严重的疾病之一。据美国癌症协会的科学统计,在2014年这一年里美国共发生1,665,540起新增癌症病例,并且有585,720个癌症患者死亡。而据世界卫生组织(WHO)报告,2012年中国新增癌症病例和死亡人数都位居世界首位。因此,早期诊断和有效治疗对提高癌症患者生存率、减少癌症死亡人数非常重要。
近红外染料(Near-infrared dye, NIR dye)是一类波长在700-1000nm之间的小分子物质,吸收特定波长近红外光后,其获得的能量部分会以长波长形式释放,产生荧光用于肿瘤成像,而其它能量会转化成高热以及使周围组织的氧分子转变为活性氧类(ReactiveOxygen Species,简称ROS),导致肿瘤细胞死亡,从而用于光热治疗(PhototheraialTherapy,简称PTT)和光动力治疗(Photodynamic Therapy,简称POT)肿瘤。
IR780作为一种NIR染料,可应用于肿瘤荧光成像、肿瘤光热和光动力治疗。由于肿瘤细胞质膜电位相对较高,在有机阴离子转运体多肽(OrganicAnion TransporterPeptides,简称OATPs)的作用下,IR780能够优先聚集在肿瘤细胞内部,从而区分肿瘤细胞和正常细胞。因此,它能够深入穿透至肿瘤组织内部并成像,同时可以获得显著的信号对比度。另外,IR780可以选择性进入肿瘤细胞的线粒体中,在近红外激光照射下产生大量的ROS和高热,从而破坏肿瘤细胞。然而,实验中发现,游离IR780具有疏水性强、在水溶液中聚集在一起导致光淬灭、量子产率下降、光稳定性差、耐受性差及体内毒性大等缺点,这些缺点极大地限制了它的临床应用。
5-氨基乙酰丙酸(5-Aminolevulinic acid,5-ALA)是一种内源性细胞成分,在体内通过血红素生物合成途径代谢并生成原卟啉IX(protoporphyrin IX,PpIX)—一种潜在的内源性光敏剂。当光敏剂处于特定波长近红外光照下,分子被激发并将能量转移至周围环境中氧分子,使氧分子转变为活性氧类1O2,致使组织细胞坏死。又由于PpIX可选择性蓄积于肿瘤细胞,5-ALA成为一种良好的光动力肿瘤治疗药物。与IR780相比,5-ALA具有更显著的光动力特性,而IR780主要通过光热治疗肿瘤。我们因此联想到光热协同光动力联合作用以增强肿瘤疗效,即将5-ALA与IR780通过纳米载体联合给药治疗肿瘤。
壳聚糖作为一种天然的阳离子多糖,具有可生物降解性、低毒性、良好稳定性、生物相容性和组织亲和性等优点。它可以通过静电作用吸附肠道粘膜上的黏蛋白,因此具有良好的粘膜粘附性。同时,壳聚糖还具有可逆性打开小肠粘膜上皮细胞间紧密连接,协助药物通过细胞旁途径透过肠道粘膜进入体循环作用。此外,人体的肠细胞以及位于肠道中的M细胞也对壳聚糖纳米粒有较高的吞噬率,使载药壳聚糖纳米粒通过跨细胞途径进入体循环。Suzuki K等研究发现壳聚糖还具有非特异性抗病毒和抗肿瘤活性。因此,壳聚糖在口服抗肿瘤药物递送领域具有良好应用前景。
研究目标:
本课题旨在以壳聚糖作为口服药物载体,以光热协同光动力效应增强肿瘤治疗效果,即制备获得可用于口服给药的IR780-5ALA壳聚糖纳米粒(IR780amp;5-ALA@CS NPs),并评价纳米粒对肿瘤的治疗效果。
