磁修饰石墨烯双模态示踪介导胰腺癌淋巴转移的诊治研究

Lymph node metastasis is not only the main metastatic mode of pancreatic cancer, but also one of the most important prognostic factors. Although chemradiotherapy can improve the survival, the outcome of the pancreatic cancer patients remain poor. So far, we still lack accurate diagnosis method and an effective treatment method for lymph node metastasis in pancreatic cancer. With the application of theranostic nano-technology, the problem of diagnosis and treatment of the lymph node metastasis at the same time is expected to be solved. Based on our previous studies about the characteristics of lymph node metastasis of pancreatic cancer, we synthesized a functional nano-graphene (GO-Fe3O4) modified with Fe3O4. Using its special physical and chemical characteristics, to study the ability of magnetic resonance imaging (MRI) and dye - dual-modality mapping in the world regional lymph node metastasis of pancreatic cancer; With the delivery system of magnetic nano-graphene, the study of mapping regional lymph node and photothermal therapy was conducted to verify the excellent photothermal therapy efficiency and bio- safety on pancreatic cancer mice model with lymph node metastasis in the foot pad and orthotopic pancreatic cancer lymph node metastasis model . To our best knowledge, this is the first demonstration of using nano-graphene-based theranostic agent to image and treat pancreatic cancer lymph node metastasis. This study will provide us experimental evidence for a novel strategy and a new therapy for dual-modality mapping and photothermal ablation of regional lymph nodes in the orthotopic pancreatic cancer lymph node metastasis model with GO-Fe3O4 as a new nano-theranostic agent.

淋巴转移是胰腺癌转移到主要方式,也影响预后的重要因素,虽然目前的放化疗对其有一定的作用，但疗效不尽人意，更缺乏术前同时诊断和治疗的有效方法。随着纳米诊治技术的诞生，针对胰腺癌淋巴转移，同时诊断和治疗的难题可望得到解决。在既往研究基础上，我们设计合成Fe3O4修饰的磁性石墨烯纳米颗粒（GO-Fe3O4），利用其特殊的理化特性，研究其在磁共振成像（MRI）和染料-双模态下胰腺癌区域性淋巴转移的示踪能力；以胰腺癌淋巴道转移动物模型和胰腺癌原位淋巴转移动物模型为研究对象，以磁性修饰的纳米GO-Fe3O4为载体，开展其在胰腺癌淋巴转移中示踪和光热治疗的实验研究，进而验证磁性纳米GO-Fe3O4的光热治疗可行性、有效性和生物安全性。GO-Fe3O4纳米淋巴诊治系统集双模态示踪和光热治疗为一体，兼行胰腺癌淋巴转移的诊断和治疗，国内外目前还未见报道，为胰腺癌淋巴转移诊治提供新的策略和方法。

项目背景：胰腺癌预后差，淋巴转移是影响胰腺癌预后的重要因素之一。目前针对胰腺癌淋巴转移，手术切除是唯一有效的方法，但手术切除有创伤大、并发症多等缺点，迫切需要一种新颖的、更加高效以及微创的治疗方法。近年来，基于纳米材料的光热治疗成为了肿瘤治疗研究中的热点。目前光热治疗多集中在对体表移植瘤的研究，而对胰腺癌淋巴转移研究极少。.研究内容和结果：本研究利用光热效果好，且易功能化修饰的氧化石墨烯（GO）为载体，通过具有T2成像的铁氧化纳米颗粒（IONP），构建具有磁共振成像及染色双模态示踪功能的纳米诊治剂，开展针对胰腺癌区域淋巴结转移的动物实验研究。实验利用热熔剂方法，将IONP原位修饰在GO表面。磁修饰的GO-IONP通过电镜检测发现许多直径为10nm左右的IONP均匀分散于GO的表面，且具有良好的顺磁性，饱和磁强度为14.7emu/g。通过聚乙二醇（PEG）修饰的GO-IONP-PEG直径小于200nm，在PBS以及含有FBS的培养基中具有良好的稳定性，适合动物体内应用。3.0-T磁共振成像显示，GO-IONP-PEG具有良好的T2-MRI成像能力。将构建的GO-IONP-PEG用于细胞实验，结果表明其对BxPC-3人胰腺癌细胞具有良好的光热杀伤力以及较低的细胞毒性。在裸鼠体内的动物实验结果表明，GO-IONP-PEG纳米复合物不仅具有良好的双模态（T2-MRI显像以及染色显像）示踪能力，以及良好的光热杀伤肿瘤细胞的效应，而且在裸鼠体内表现出了极低的系统毒性以及对周围正常组织的光热安全性。.结论和意义：经修饰后的GO-IONP-PEG纳米复合物，在体内外均具有优越的双模态示踪功能以及良好的光热杀伤肿瘤效应，与传统手术相比更方便、高效、微创，具有很好的临床转化前景。