131-碘标记靶向多肽富勒烯衍生物的放疗/光疗双模式效应研究

The purpose of this project is to make chemical modification on fullerenes in order to get some fullerenes derivatives with good solubility and optical effects. In this research, tumor targeting peptides will connect with fullerenes derivatives by covalent bond, radiolabel with 131-I, and get the best radiolabeling conditions. The cytotoxicity and the cellular uptaken of the 131-I labeled targeting peptides fullerenes derivatives will be studied and the preliminary evaluation of photodynamic effects, radiation therapy effect and tumor targeting will also be investigated. Through the implementation of this project, it is expected to obtain a new compound with both effects of tumor radiotherapy and photodynamic therapy dual mode, which has some potential medicinal value..There is no published research literature reports. And our research could provide important bases for development and research new drugs with both effects of tumor radiotherapy and photodynamic therapy.

本项目拟对具有良好生物、光学效应的富勒烯进行化学修饰，以期合成出水溶性和光动力效应良好的富勒烯衍生物；将靶向多肽以共价键连接富勒烯衍生物，通过131I在靶向多肽上进行放射性标记，研究富勒烯衍生物131I标记的最佳条件；考察131I标记富勒烯多肽衍生物的细胞毒性及细胞摄取情况；初步评价其光动力效应、放射性治疗效果及肿瘤靶向性。通过本项目的实施，有望获得一种具有潜在药用价值的肿瘤放疗/光疗双模式效应的新型化合物。.放射性治疗和光动力治疗的结合尚未见国内外文献报道，该研究可为获得对体内肿瘤具有临床应用价值的既具有光动力治疗效应又具有放射性治疗作用的新型药物提供重要基础。

本项目对具有良好生物、光学效应的富勒烯进行化学修饰，合成出水溶性和光动力效应良好的富勒烯衍生物；把对肿瘤具有靶向性的多肽RGD和本项目中设计合成的水溶性富勒烯衍生物以共价键结合的方式进行连接，获得对癌细胞具有靶向作用的富勒烯多肽衍生物RGD-PEG-C60s。我们考察了RGD-PEG多肽片段、水溶性富勒烯衍生物C60s和富勒烯多肽衍生物RGD-PEG-C60s对正常肝细胞HL-7702、肝癌细胞HepG2和黑色素瘤细胞M21在黑暗和光照条件下的细胞毒性。在黑暗条件下，三种化合物基本上不表现出明显的细胞毒性。光照条件下，由于C60s和RGD-PEG-C60s有光敏剂部分存在，能够产生单线态氧，从而引起细胞死亡，本研究中的细胞毒性除了与光照强度相关，与实验所用细胞是否表达RGD受体也密切相关。化合物中RGD的存在，能够显著提高RGD-PEG-C60s在光照条件下对表达RGD受体的癌细胞的细胞毒性。过量表达RGD受体的黑色素瘤细胞M21对RGD-PEG-C60s具有良好的毒性响应。综上，经过靶向多肽修饰的富勒烯衍生物能够更好的表现出光动力治疗的效果，这为后面的放射性治疗与光动力治疗的相结合奠定了基础。将放射性治疗核素I-131标记在RGD-PEG-C60s上，通过标记条件优化，得出对RGD-PEG-C60s进行放射I-131标记的最佳条件；利用获得的标记产物，研究了其体外稳定性以及脂水分配系数等性质；除此之外，在本项目在原有研究计划的基础上进行了拓展，初步考察了131I-RGD-PEG-C60s在种植了M21黑素瘤的荷瘤小鼠体内的肿瘤靶向性，并通过原位注射的方式初步评价了131I-RGD-PEG-C60s在光照条件下对M21黑色素瘤的治疗和抑制作用。研究发现，与空白对照组以及单独注射I-131的对照组相比，注射了131I-RGD-PEG-C60s的实验组在光照条件下，小鼠肿瘤的生长得到了显著的抑制。通过本项目的实施，初步评价了RGD-PEG-C60s的光动力效应、131I-RGD-PEG-C60s放射性治疗效果及两者的体内体外肿瘤靶向性。为后期对肿瘤放疗/光疗双模式治疗的研究奠定了一定的基础。