癌症诊治用靶向普鲁士蓝纳米载药体系的研究

Accurate diagnosis and effective treatment of cancer have been major challenges for human beings while single diagnosis or treatment method is difficult to solve this problem. Hence, multifunctional agents for cancer diagnosis and therapy have been developed in recent years. This project is aimed to transfer hydrophobic prussian nanoparticles from oil phase to water phase by coating them with PEG-lipids via dual solvent exchange method and self-assembly technique. The particle surface is modified by covalently conjugating targeting molecules and then doxorubicin is loaded into the nanoparticles for chemotherapy. Multifunctional prussian blue nanoparticles are thus constructed to realize magnetic resonance imaging, fluorescence imaging, near-infrared light triggered drug release, photothermal therapy and chemotherapy for cancer diagnosis and therapy. This research shows many advantages, including overcoming the shortage of drug loading capability for prussian blue nanoparticles, improving the particle size distribution and dispersibility, as well as combining diagnosis and therapy modalities together. The treatment period is shorten to relieve the pains of patients. Therefore, this system lays the theoretical and technical foundation for precision diagnosis and effective treatment of cancer.

癌症的准确诊断和有效治疗一直是人类面临的重大医学挑战，而单一的诊断模式和治疗模式难以有效解决这一问题，因此多功能癌症诊疗剂的开发成为近年来的研究热点。本项目采用双溶剂交换法和自组装技术，制备聚乙二醇脂质修饰的普鲁士蓝纳米粒子，将疏水性的普鲁士蓝纳米粒子从油相转到水相，粒子表面通过共价连接方法修饰靶向分子，并在其中装载化疗药物阿霉素，构筑集磁共振成像、荧光成像、光控药物释放、光热治疗以及化疗等多个功能于一体的纳米材料，研究该多功能普鲁士蓝纳米粒子在癌症诊治中的应用。既克服了普鲁士蓝纳米粒子携载药物困难的缺陷，改善了传统多功能诊疗剂粒径不均一、分散性差等问题，又可以实现多个癌症诊断模式和治疗模式的有机结合，缩短治疗周期，减轻病人的痛苦，为癌症的准确诊断和有效治疗奠定了理论和技术基础。

光热治疗肿瘤具有选择性高、副作用小等优势，被看作是非常有潜力替代传统方法的技术之一，而单一的光热治疗由于穿透深度等限制，很难达到理想的治疗效果，因此光热治疗与其他治疗方式的结合成为近年来的研究热点。由于传统光热治疗剂普鲁士蓝纳米材料携载药物困难、药物释放不易精确控制，因此，在项目执行期间，本项目研发了一系列基于普鲁士蓝纳米材料的光热治疗剂，其中代表性工作为：1）开发了一种聚乙二醇-脂质修饰的普鲁士蓝纳米粒子，作为pH响应的药物载体装载化疗药物，实现了光热治疗和化疗的联合，大大提高了光热治疗的效果，该项研究成果发表在《RSC Advances》杂志上；2）为了进一步精确控制普鲁士蓝纳米粒子中携载药物的释放性能，我们将相变材料装载到空心普鲁士蓝纳米粒子中，并在其中同时装载两种化疗药物，在近红外激光的调控照射下，实现了药物在体内运输条件下几乎不释放，在治疗部位定时、定点的释放，克服了癌细胞的耐药性，相关研究成果发表在《Journal of Materials Chemistry B》杂志上；3）为了进一步提高光热治疗的效果，我们将一种自噬抑制剂（氯喹）装载到空心普鲁士蓝纳米粒子中，实现了可控的自噬抑制效果，同时由于自噬抑制剂的作用，使肿瘤细胞对光热治疗更加敏感，该研究成果发表在《Journal of Materials Chemistry B》杂志上。在本项目（项目号为31500808）的资助下，以第一作者/通讯作者身份发表标注基金项目号的SCI论文9篇，申请专利6项（已实审5项）。综上所述，在项目组成员和国内外合作者的共同努力下，项目主持人较好的完成了本项目的预期目标。