基於BRET原理的自敏化光動力治療體系的構建及活性研究

《基於BRET原理的自敏化光動力治療體系的構建及活性研究》是依託南京師範大學，由周家宏擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於BRET原理的自敏化光動力治療體系的構建及活性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周家宏
• 依託單位：南京師範大學

項目摘要

光動力療法是臨床治療腫瘤的新型療法，目前臨床套用主要受限於靜脈給藥難（光療藥物絕大多數屬於脂溶性化合物）、治療光源組織穿透深度淺和可到達腫瘤細胞內部的光劑量不足等問題。本項目擬運用具有良好生理相容性且對pH敏感的納米磷酸鈣來分層負載生物發光系統及光療藥物，該治療體系不僅實現了在血液中的有效傳輸和在EPR效應作用下實現腫瘤組織部位的靶向富集，而且在腫瘤細胞內涵體內的酸性作用下，觸發生物發光共振能量轉移，使體系能自敏化光療藥物，發揮抗腫瘤活性。通過探討和分析該體系的構建條件及結構對血液中的傳輸性能、腫瘤組織部位的攝取率、生物發光共振能量轉移敏化光敏藥物的效率和抗腫瘤細胞的活性等的影響規律，最佳化該體系構建條件，獲得具有自主智慧財產權、適用於體內實體腫瘤治療的新型光動力治療體系，同時建立利用生物發光共振能量轉移原理來構建光動力治療體系的新方法。以期推動光動力療法在實體腫瘤治療領域中的臨床套用進程。

結題摘要

光動力療法（PDT）是一種極具套用前景的腫瘤治療方法。其原理是光照激發富集於腫瘤組織的光敏劑產生活性氧（ROS）殺滅腫瘤細胞。但多數光敏劑的激發波長位於可見光區，該區域所對應的光源組織穿透深度淺，無法滿足體內實體腫瘤治療的要求。為解決該問題，項目設計構建含綠色蛋白（GFP）及螢光素酶（Luciferase）序列的質粒DNA。用納米磷酸鈣（CaP）來共載生物發光系統（質粒DNA與底物D-蟲螢光素鈉鹽，D-luciferin）及光療藥物（金絲桃素，hypericin）。項目組設計的質粒DNA攜帶綠色螢光蛋白及螢光素酶基因，經細胞機制轉錄和翻譯後，表達為在藍光的激發下發出強烈的綠色螢光及能夠催化底物發光的螢光素酶。CaP具有良好的生物相容性，且其結構的穩定性依賴於環境的pH值，是一種套用廣泛的納米載體。因此利用CaP-PEI為轉染載體，將外源DNA轉染進細胞內。PEI其外層帶有正電荷，可與帶有負電荷的DNA更有效地結合。為確保藥物同步腫瘤攝取及同步發揮活性，先將底物D-luciferin、光敏劑Hypericin裝載於CaP內，再修飾上聚乙烯亞胺（PEI），最後將DNA裝載於Hypericin&D-luciferin@CaP-PEI內，形成納米複合物DNA&Hypericin&D-luciferin@CaP-PEI（DHDC）。通過瘤內注射使納米複合物DHDC富集於腫瘤，腫瘤組織的酸性環境（pH=5~6）使得CaP崩解，釋放D-luciferin、Hypericin及DNA。在細胞內ATP及Mg2+的存在下，經DNA轉錄及翻譯的螢光素酶催化D-luciferin產生520～680 nm的螢光，該波長範圍與Hypericin吸收光譜完美匹配，從而有效激發Hypericin產生ROS，發揮PDT活性，實現有效腫瘤治療。