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摘要:
目的研究聚多巴胺-阿霉素納米顆粒對癌細胞的化療-光熱治療協同作用。方法將單分子巴多胺聚合成PDA納米顆粒,通過共價鍵作用和仔-仔作用,將抗癌藥物阿霉素(Dox)負載在PDA表面,形成聚巴多胺納米顆粒-阿霉素聚合物(PDA-Dox)。分析PDA-Dox藥物的釋放性能。結果利用PDA良好的光熱轉換能力,通過激光照射,在酸性條件下釋放阿霉素,在阿霉素與化療-光熱治療協同作用下,極大地提高扼殺癌細胞的效率。結論PDA-Dox對癌細胞的化療-光熱治療具有協同作用,可增強扼殺癌細胞能力,提高療效。
關鍵詞:
聚巴多胺納米顆粒;阿霉素;癌細胞;化療;光熱治療
納米顆粒載藥聚合物己經成為納米技術領域的新熱點和關注的焦點,具有生物相容性強、毒性小、可降解等傳統納米載體藥物所不具備的特點,成為新的具有巨大發展潛力的供藥方式和供藥體系[1]。
1材料與方法
1.1儀器設備與試劑
電子顯微鏡,紫外可見分光光度計,傅里葉變換紅外光譜儀(NicoletIS10型),動態光散射儀(ZEN300型),共聚焦熒光顯微鏡(TCSSP2型),激光器(LSR808NL-2W型)。鹽酸阿霉素,30%的氨水、乙醇(均為分析純),98%鹽酸多巴胺、鈣黃綠素,噻唑藍(MTT)、MDEM細胞培養基、胎牛血清。化學試劑均未預處理,實驗用水為純水。
1.2方法
1.2.1聚多巴胺合成。在40mL乙醇與90mL水的混合溶液中加入30%氨水40mL,振蕩攪拌30min,將0.5g鹽酸多巴胺加入10mL水溶解,然后加入到上述混合溶液中繼續攪拌,24h后水洗,使其再次分散在水中從而得到聚巴多胺納米顆粒懸濁液。
1.2.2光熱轉換。取0.1、0.2、0.3、0.5mg/mL濃度下的PDA懸濁液1mL加入到石英池,采用激光對其進行持續照射,波長808nm,功率5W/cm2,照射10min,每隔20s對溶液的溫度記錄1次,繪制升溫曲線。
1.2.3阿霉素的負載及釋放。稱取PDA納米粒子4.0mg分散在4mL0.1mg/mL阿霉素磷酸緩沖液中(pH=8.0),遮光攪拌,完成負載后進行離心,然后采用阿霉素磷酸緩沖液(pH=7.4)進行洗滌,去除表面的阿霉素分子,獲得負載Dox的PDA,即PDA-Dox。
1.2.4癌細胞與組織間環境模擬。采用pH=5.0、pH=7.4磷酸鹽緩沖液作為藥物釋放液,對癌細胞與組織間環境進行模擬。
1.2.5細胞毒性實驗。采用MTT比色法對PDA細胞毒性進行評價,選用HeLa細胞,使用含10%胎牛血清的DMEM培養基(青霉素100U/mL,鏈霉素100mg/mL),置于含5%CO2的37益細菌培養箱中培養[2],3耀4d消化傳代。
1.2.6共聚焦成像。將HeLa細胞接種到20mm細胞培養皿中,在培養完成后采用磷酸鹽緩沖液進行清洗,清洗3次后分別加入500滋g/mLPDA與500滋g/mLPDA-Dox(含Dox50滋g/mL),繼續培養24h,采用激光照射處理每組細胞,然后加入鈣黃綠素(2滋g/mL),培養30min,采用共聚焦熒光顯微鏡進行活細胞觀察。
1.3觀察指標
觀察PDA表征、光熱轉換性能以及PDA-Dox對癌細胞的殺傷情況。
1.4數據統計方法
采用Excel表對研究數據進行錄入和分析,細胞活性采用構成比表示。
2結果
2.1PDA表征
PDA為形貌均一的單分散體系,粒子平均大小(158.9依11.2)nm,利于細胞的內吞作用。紫外線可見吸收光譜顯示,可滿足光熱治療材料光吸收性質的基本要求。
2.2PDA光熱轉換性能
PDA-Dox能夠安全、有效地運用于光熱治療,取0.2mg/mLPDA-Dox進行光熱穩定實驗,激光反復、連續照射5次,發現光熱穩定性良好。
2.3PDA-Dox與癌細胞的相互作用
研究20、40、80、160、320、640、1280滋g/mL不同濃度PDA-Dox溶液中的HeLa細胞活性,結果發現在濃度約1280滋g/mL時,細胞毒性很低。在無激光照射下,游離的Dox表現出較高細胞毒性,負載等量Dox的PDA表現出弱細胞毒性,表明PDA對Dox起到了緩釋作用;經激光照射10min,PDA對HeLa細胞殺傷效果使其活性下降到25%,負載Dox的PDA細胞殺傷效果更為顯著,HeLa細胞活性下降至10%。而控制組、游離的Dox組中HeLa細胞活性無明顯變化。
3討論
細胞實驗發現,PDA具有十分優異的光熱轉換能力[2],并且其表面可負載大量的抗癌藥物Dox,可在酸性條件下加速藥物釋放,負載了Dox的PDA能夠很好地將化療與光療相結合,PDA-Dox配合激光與HeLa細胞相互作用下,細胞幾乎全部死亡。由此可見,PDA-Dox對癌細胞的化療-光熱治療具有協同作用,可增強癌細胞扼殺能力,提高療效。
參考文獻:
[1]宋雪嬌,劉莊.有機納米材料在腫瘤光熱治療中的應用[J].化學通報,2015,78(4):292-298.
[2]劉宇煒,郭卓.聚多巴胺-阿霉素納米顆粒對癌細胞的化療-光熱治療協同作用[J].高等學校化學學報,2015,36(7):1389-1394.
作者:李艷麗 單位:黑龍江省泰來縣婦幼保健院