化学发光共振能量转移纳米系统的构建及其用于肿瘤标志物microRNA响应型自发光光动力治疗的研究

光动力治疗(PDT)是一种非侵入性的治疗方法,在癌症治疗领域备受关注。然而,外部激发光有限的组织穿透深度严重阻碍了PDT的进一步应用。近年来,研究者提出了自发光光动力治疗,用于克服光源渗透深度浅的难题。该方法是由化学发光底物、生物发光酶和长余辉发光材料,通过共振能量转移过程激发光敏剂,从而实现不需要外部光源的光动力治疗。然而,由于这些自发光光动力疗法缺乏对肿瘤部位的光照刺激,导致对肿瘤部位的选择性较差,使治疗效果受到限制。为此,研究者发展了一些内源性刺激响应型自发光PDT体系,能够有效提高肿瘤部位的治疗效果。然而,由于能量转移过程的响应方式有限,导致自发光PDT的内源性刺激仍局限于炎症部位和肿瘤微环境中过表达的氧化还原底物,如活性氧(ROS)、髓过氧化物酶(MPO)和谷胱甘肽(GSH)等,目前仍然缺乏能够用于早期肿瘤治疗的自发光PDT系统。Micro RNAs(miRNAs)是一类短的非编码单链RNA(通常为20-23个碱基),其异常表达与肿瘤的发生和发展密切相关。随着对miRNAs在疾病中的作用的深入研究,miRNAs响应型治疗在早期治疗中显示出巨大的潜力。基于此,在本论文中,我们构建了一种基于内源性miRNAs响应型化学发光共振能量转移(CRET)纳米system immunology系统以实现高效自发光光动力治疗。主要工作内容如下:1、内源性miRNAs响应型CRET纳米材料的制备与表征。通过水热法合成Ui O-66-NH_2,负载二氢卟吩e6(Ce6)和核酸发卡(H1),得到结构稳定的纳米材料Ui O-66-Ce6/H1。然后,对该纳米材料进行全面的表征。其性能研究表明,miRNA-21能够有效地激活Ui O-66-Ce6上的H1,并和游离的H2发生催化发卡自组装(CHA)反应,形成Ui O-VP-16生产商66-Ce6/H1-H2纳米复合物,同时,在MOFs上组装的DNAzymes能有效催化化学发光反应,通过CRET过程刺激邻近的光敏剂Ce6,从而生成大量活性氧(ROS)。2、内源性miRNAs响应型CRET纳米系统在肿瘤治疗中的应用。以人乳腺癌细胞(MCF-7)为细胞模型进行实验,证明了该纳米系统能够被细胞有效摄取,在化学发光底物的存在下,能够对细胞内miRNA-21实现特异性响应,Dibutyryl-cAMP细胞培养同时产生具有细胞毒性的ROS,从而导致癌细胞的凋亡。以MCF-7荷瘤小鼠为动物模型进行实验,证明了内源性miRNA响应型CRET纳米系统具有良好的体内抗肿瘤效果。总之,我们通过构建内源性miRNAs响应型CRET纳米系统,成功实现了肿瘤部位的响应性治疗,在癌症的精确治疗方面具有良好的应用前景。