CPPs介导HA靶向载10-HCPT/ICG多功能诊疗分子探针双模态显像与治疗肝癌

To solve the problem of molecular probe without ability of comprehensive targeted tumor cells, and to effectively decrease intake of various kinds of imaging agent and relieve the burden of the economy. Based on the previous studies, we intend to prepare a CPPs-mediated targeted SMMC-7721 cells drug/ICG-loaded phase-transition multifunctional molecular probe, which combines the advantage of nondestructive imaging technology of photoacoustics and ultrasound. Mediated by CPPs, the probe can penetrate barriers of the cell membrane and the extracellular matrix, and induced by HA, the probe can target more and deeper liver cancer cells overexpressed CD44, pulse laser can trigger the phase-transition of nanoparticles coating PFP and indocyanine green(ICG), the imaging of hepatocellular carcinoma(HCC) in anatomical, functional, molecular level was obtained by using photoacoustic effect, these inspections will provide a more complete and accurate biological information of HCC generation, development and apoptosis for clinician, meanwhile, the combination of photoacoustic therapy and chemotherapy can synergetically and efficiently treat HCC. By exploring the optimal condition of imaging and treatment in vitro and in vivo, it will provide a new method in safe, efficient and non-invasive theranostic system gathering early diagnosis, treatment and evaluation of therapeutic efficiency of HCC.

为解决分子探针尚不能全面靶向肿瘤细胞的问题，同时也为有效缓解患者为进行各种检查摄入多种显像剂而加重身体和经济的负担，我们在前期研究的基础上拟制备细胞穿膜肽介导的集光声学和超声两种无损成像技术优势的靶向肝癌细胞SMMC-7721的载药/ICG相变型多功能分子探针。它能在细胞穿膜肽介导下穿过细胞膜及细胞外基质屏障，在透明质酸引导下靶向更多更深层次高表达CD44的肝癌细胞，脉冲激光能触发包裹吲哚菁绿（ICG）的液态氟碳纳米粒发生相变，利用其光声效应获取在解剖、功能、分子水平的肝癌显像，为临床提供其发生、发展与凋亡的更全面而准确的生物学信息，同时将光声治疗与化疗有机结合，协同高效治疗肝癌。通过探索体内外显像与治疗的最佳条件，为构建一种集肝癌早期诊断、治疗及疗效评价于一体的安全、高效、无创的诊疗体系提供新思路。

项目背景：肝癌已经成为威胁人类健康的主要因素之一，肝癌的早诊、早治率低，中晚期肝癌的治疗效果欠佳，且复发、转移率高，因此，亟待寻找肝癌新的高效的诊疗策略。超声分子影像技术将搭载具有靶向性的归巢穿膜肽的分子探针与化疗药物相结合，实现对肝癌的诊疗一体化，具有光明应用前景。.主要研究内容：在本研究中，我们制备了分子探针iRGD-ICG-10-HCPT-PFP-NPs，并对其粒径、电位进行检测，同时采用共聚焦和透射电子显微镜检测其形态。在体外，分别用流式细胞仪和激光共聚焦显微镜检测其靶向能力，构建3D多细胞肿瘤球评估其对肝癌细胞的穿透能力，以及对肝癌细胞的杀伤能力。在体内，我们分别用小动物光声成像仪和活体荧光仪检测了制备的纳米颗粒的靶向能力，并将其通过尾静脉注射进荷瘤小鼠，同时用低强度聚焦超声辐照来触发释放化疗药物，使其对肿瘤部位产生治疗作用。.重要结果：成功制备了多功能、双模态显像与光声治疗于一体的纳米级分子探针，其稳定性、安全性、靶向性都较好。在体外，通过光声成像仪检测呈现出良好的浓度梯度。对于肝癌细胞具有较好的靶向性，同时能有效促进肝癌细胞凋亡和抑制其增殖。在体内，纳米颗粒具有超声、光声的体内显像能力，同时对肝癌细胞具有靶向性。经过低强度聚焦超声辐照后，对肿瘤有较好的治疗作用。.关键数据：实验组平均粒径和平均zeta电位分别为298.4 ± 10.42 nm和-35.4± 6.23mV。在体外，靶向组比非靶向组更容易与肝癌细胞结合。实验组对3D MCTS的穿透深度是无iRGD的NPs的2倍，可进行超声及光声双模态成像，且实验组的抗增殖效率和凋亡百分比显著高于所有其他组。在体内，实验组靶向肿瘤部位，实现肿瘤部位的光声成像。实验组肿瘤体积明显小于其他组，抗增殖和促凋亡效果最高。.科学意义：成功地制备出了一种新型分子探针，对于肝癌细胞和活体肿瘤有较好的靶向性，能够进行超声、光声双模态成像，同时能够深入肿瘤内部达到较好的治疗肝癌效果，为肝癌的诊疗一体化提供了新的思路和方法。