Au纳米颗粒-EGFR抗体靶向肿瘤上皮细胞的放射增敏作用研究

研制和开发高效的放射增敏剂对于肿瘤治疗具有重要的科学意义和实用价值。Au纳米颗粒能有效增强光电吸收，有望作为一种新型肿瘤放射治疗增敏剂。本项目旨在制备高上皮细胞靶向性、高定向、高牢固性的Au纳米颗粒－EGFR抗体复合物，通过研究不同辐照剂量和不同浓度的Au纳米颗粒－EGFR抗体的增敏特性，获得毒性小、增敏效果好的放射增敏剂。拟通过化学还原法制备Au纳米颗粒，并通过共价的方式连接EGFR抗体来提高其细胞靶向性，进而提高其放射增敏效果。在不同剂量辐照下，借助于光学成像、微观形貌和细胞活性分析来研究不同浓度的Au纳米颗粒－EGFR抗体对口腔肿瘤上皮细胞的靶向性、毒性和放射增敏特性及其放射增敏机理。本项目不仅为新型放射增敏剂的研制提供了一条崭新的途径，而且也为Au纳米复合物在放射医学中的使用奠定了一定的基础，也可促进多学科的交叉和交融。

本项目研究了Au纳米颗粒的光学特性，毒理学特性和放射增敏作用。首先，我们研究Au纳米颗粒的制备和光学特性。通过使用化学还原法我们制备了不同尺寸的Au纳米颗粒，并研究了其尺寸依赖的表面等离子共振效应，及其Au纳米颗粒的PEG化和抗体连接。其次，我们研究了Au纳米颗粒的体内毒理学研究，我们分别研究了不同尺寸，不同给药方式，不同浓度，和性别差异对小鼠的体重，免疫指数，血液化学，生物化学，生物分布，代谢等方方面面的影响。研究发现，小于5 nm小尺寸的Au纳米颗粒可以通过肾脏代谢，而>60 nm大尺寸的可以通过肝脏代谢。对于给药方式而言，口服给药对小鼠的毒性反应最为明显，尾静脉和腹腔给药毒性较小。对于性别的差异，我们的研究发现，雄性小鼠的毒性更大，而雌性小鼠的毒性较小。再次，我们研究了不同尺寸和表面化学的Au纳米颗粒在小鼠肿瘤中的分布，及其放射增敏作用的影响。研究发现，小尺寸的纳米颗粒更容易在肿瘤组织中分布，从而造成更强的细胞死亡，和更强辐射敏感性；而大尺寸的Au纳米颗粒的EPR效应较弱，因此其放射增敏作用相对较弱。对于表面化学而言，我们发现了新型的小肽配体分子，其在肿瘤组织中分布最高，随后的放射增敏作用也最为明显。通过一些列的实验，我们初步证明这可能与细胞膜外的专用体有关。最后，我们研究了新型的Au25纳米团簇的毒性和体内清除和放射增敏作用。研究发现，GSH保护的Au25在小鼠体内的肾清除最为明显，其毒性也最小，相比而言，BSA保护的Au纳米团簇，在肝脏中的分布较多，且代谢最为困难。随后的放射增敏研究发现，GSH保护的Au25在肿瘤组织中的分布最高，放射增敏作用最为明显，而BSA保护的Au25在肿瘤组织的分布较少，放射增敏作用较弱。此外，我们还研究了新型的Bi2Se3纳米颗粒的长期的药代动力学，肿瘤放射治疗和X射线成像，研究发现，Bi2Se3纳米颗粒随着代谢时间的增加，可以逐步的通过肝脏和肾脏清除；同时，在肿瘤组织中的分布也逐渐增加，也体现出一定的放射增敏作用。