基于硫化钌纳米点的药物递送体系及肿瘤光热与化学联合治疗的研究

The combination of hyperthermal therapy and chemotherapy is an effective treatment for cancer. In previous study, we have prepared the RuS2 nano dots with high near infrared photothermal conversion efficiency. And we also obtained nanoparticles (PEG-dBSA-RuS2) modified by denatured bovine serum albumin (dBSA) and polyethylene glycol (PEG) with size of ～25 nm. Since dBSA provides a large number of hydrophobic amino acid residues, the PEG-dBSA-RuS2 could load a lot of the hydrophobic antitumor drug doxorubicin (DOX). Under near infrared radiation, on one hand we could carry out photothermal therapy by the high photothermal conversion efficiency of RuS2; On the other hand, with the increasing temperature, the DOX will be controlled released which could kill tumor cell. In addition, increasing temperature could change the resistance of tumor cells to a certain extent which could improve the therapeutic efficiency. The implementation of this project provides a new way for developing nanomedicine of combined treatment of cancer.

热疗与化疗的联合疗法是治疗癌症的有效方法。前期工作中，我们制备了具有近红外光热效应的硫化钌（RuS2）纳米点，并依次采用变性的牛血清白蛋白（Denatured bovine serum albumin, dBSA）和聚乙二醇（Polyethylene glycol， PEG）修饰获得了生理分散性好仅为～25 nm的硫化钌纳米粒子(PEG-dBSA-RuS2)。由于dBSA修饰提供了许多暴露在外的疏水氨基酸，因此纳米材料可大量吸附难溶的阿霉素 (Doxorubicin, DOX)。在近红外光照射下，该载药体系一方面可通过RuS2高效的光热转化能力将近红外光转化为热能从而进行光热治疗，另一方面随着温度的升高，物理吸附的DOX将可控的释放出来杀死肿瘤细胞；同时随着温度的升高将改变肿瘤细胞的耐药性，因而可进一步增加疗效。本项目的实施为发展可进行联合治疗的纳米药物提供新的思路。

本项目发明了制备粒径仅为2 nm的RuS1.7纳米点的新方法。在此基础上，我们在硫化钌纳米点表面层层修饰羧基化变性的牛血清白蛋白(dBSA-COOH）和PEG，最终制备了水合直径仅仅为~25 nm水溶性好的PEG-dBSA-RuS1.7纳米粒子。我们利用该纳米材料对肿瘤进行光热治疗以及光热治疗与化疗的联合治疗。实验结果表明该纳米材料有优良的光热转化性能，光照后能迅速升温。且该材料光稳定性好，可反复进行光热治疗。体内抗肿瘤实验也证明，通过PEG-dBSA-RuS1.7纳米材料治疗好，小鼠的肿瘤几乎消失。在此基础上，我们再将PEG-dBSA-RuS1.7纳米材料负载上抗肿瘤药物阿霉素（DOX），得到纳米药物PEG-dBSA-RuS1.7/DOX，并进一步进行光热治疗与化疗相结合的联合治疗。体外实验显示该纳米药物在酸性环境中以及光照下可以加速DOX的释放.我们以4T1细胞和SGC7901两种肿瘤细胞作为实验对象，结果显示光热治疗和化疗联合治疗的效果要优于单独的光热治疗。这样表明 PEG-dBSA-RuS1.7 / DOX的联合治疗具有显着的协同治疗作用。细胞毒性和动物毒性也显示出该纳米材料无明显毒性。综上所述，PEG-dBSA-RuS1.7可作为一种有潜在临床应用价值的光热治疗以及药物递送的材料。