摘 要

本课题研究的氟硼吡咯衍生物（BODIPY型）光敏剂是一种新型的被动靶向型光敏剂，它有着良好的光热转换能力，荧光量子产率高并且荧光信号对溶剂的极性和pH不敏感，它光热稳定性良好，且结构易于修饰，因而是一种具有很大潜力的抗癌药物。本课题对一种新型的BODIPY型光敏剂BDPTPA，采用单线态氧检测，MTT比色实验，Annexin-V/PI染色法，细胞ROS荧光成像，体内肿瘤治疗的组织学检测和生物成像等手段研究其单线态氧产率，肿瘤细胞对BDPTPA的摄取以及BDPTPA对肿瘤生长的抑制作用。研究结果表明，BDPTPA干预后的Hela细胞经过光照显示出BDPTPA对Hela细胞极强的抑制作用，而单纯给药的暗光对照组与空白对照组相比并没有显示出明显的抑制现象。BDPTPA纳米粒通过细胞摄取进入Hela细胞，经光照诱导细胞凋亡，而对正常组织没有明显的毒副作用。

关键词：BDPTPA，纳米颗粒，光动力治疗，光热治疗，Hela细胞

Study on Photodynamic Therapy of Cervical Cancer with BODIPY Type Photosensitizer

Abstract

The boron difluoride dipyrromethene (BODIPY) in our study is a novel passive targeting photosensitizer which shows excellent photothermal conversion efficiency, high fluorescence quantum yield and fluorescence signal polarity to solvent. It is not sensitive to pH, has good photothermal stability, and is easy to be modified in structure, so it is studied as an anticancer drug with great potential. In this paper, singlet oxygen detection, MTT colorimetric assay, annexin-FITC/PI staining, cell ROS fluorescence imaging, histological detection of tumor therapy in vivo and Biological imaging and other means are used to study the singlet oxygen yield of BDPTPA, the uptake of BDPTPA by tumor cells and the inhibition of tumor growth by BDPTPA. The results showed that when the sample with BDPTPA intervention was illuminated, BDPTPA had a strong inhibitory effect on Hela cells, while the non-illuminated group administered alone showed no significant inhibition compared with the control group. BDPTPA nanoparticles are ingested into Hela cells by Endocytosis, and then, the illumination induced the apoptosis with no significant toxicity to normal tissues.

Key words: BDPTPA, nanoparticle, photodynamic therapy, photothermal therapy，Hela cells

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 概述 1

1.2 肿瘤组织的特点 1

1.3 宫颈癌的现状 2

1.5 光治疗的作用原理 2

1.6 BODIPY型光敏剂的发展 3

1. 7 光治疗的优势 3

1.8 光治疗的局限 3

1.9 光治疗的前景 4

第二章 实验部分 5

2.1 引言 5

2.2 实验仪器及试剂 5

2.3 BDPTPA的合成 7

2.4 制备BDPTPA纳米粒子 7

2.5 在DCM中的单线态氧检测 7

2.6 MTT实验 8

2.7 Annexin V-FITC/PI双染色法 8

2.8 细胞摄取实验 8

2.9 建立动物模型 9

2.10 体内肿瘤治疗的组织学检测 9

第三章 结果与讨论 10

3.1 BDPTPA及其纳米粒的表征 10

3.2 BDPTPA的单线态氧产量和光热转换效率 11

3.3 BDPTPA纳米粒的光热转换效率 12

3.4MTT实验 12

3.5 Annexin-V/PI双染实验 13

2.3.6 细胞摄取实验 13

3.7 BDPTPA纳米粒在裸鼠移植瘤模型体内的光动力光热协同治疗 14

3.8 Hamp;E染色实验 15

3.9 本章小结 15

第四章 前景与展望 17

参考文献 18

致谢 21

第一章 文献综述

1.1 概述

当代，随着医学水平的发展，许多曾经的绝症已经不再成为人们的困扰，然而，恶性肿瘤依然是世界上死亡率最高的绝症之一，它严重威胁着人们的生命健康，为此，全世界投入了大量的财力物力，用于癌症的预防以及治疗，然而成果依旧十分有限。虽然临床上已经有了手术治疗、化疗、放疗等手段治疗癌症，但均难以保证患者的生存质量和治愈可能。因此，人们依旧在不断探索预防和治疗癌症的新方法，例如光动力治疗和光热治疗等^[1]。光动力治疗和光热治疗特异性好，不易损伤到正常的细胞或组织，从而改善了治疗效果，降低了毒副作用，因而在癌症治疗领域受到了极大的关注。但是光动力治疗和光热治疗依然存在许多不足，例如只能针对浅表层的肿瘤，难以到达深层组织^[2]，故而在肿瘤的光治疗领域仍需要进一步的研究和探索。

1.2 肿瘤组织的特点

了解肿瘤组织特点是对它进行针对性治疗的必要前提，也是开发新型光敏剂的基础。肿瘤细胞有着以下几个重要特点：（1）无限分裂，生长不可控制；（2）在局部浸润性生长，而后通过各种途径扩散至全身；（3）当肿瘤生长至一定体积时，需要有血管输送营养和氧气，肿瘤组织与正常组织相比，表现出更强的渗透与滞留效应（Enhanced Permeability Retention，EPR效应）^[3]，针对这一特点可以开发出被动靶向型药物，提高治疗效果的同时减少毒副作用；（4）肿瘤细胞生长旺盛，因而往往造成局部缺氧，这一点局限了依赖分子氧的光动力治疗的效果^[4]；（5）肿瘤组织内部往往pH较低并且有较高浓度的还原性物质（硫醇类化合物）^[5-6]，由此特点可以设计对pH以及硫醇敏感型光敏剂，以控制其作用范围，进一步降低毒副作用；（6）对于一些特定肿瘤，表面往往存在特定受体的过表达，例如Hela细胞表面存在CD44受体的过表达^[7]，这一特征有利于受体靶向型药物的开发。

1.3 宫颈癌的现状

宫颈癌是在全世界女性中，发病率最高的恶性肿瘤之一，仅次于乳腺癌。近年来，随着医疗技术和生活水平的提高，以及大众健康意识的增加，宫颈癌的发病率和死亡率均有所下降，但它依然是我国女性发病率最高的生殖道恶性肿瘤。

现如今对于宫颈癌的治疗，最主流的方式依然是放射治疗和手术治疗。手术治疗是大部分癌症包括宫颈癌早期的主要治疗手段，而放射治疗可以应用于各阶段的肿瘤治疗^[8]。但是手术治疗和放射治疗均有其不可回避的缺陷，尽管两种治疗的方式和技术都在不断提高，但是依然难以保证患者的存活率和生存质量。因此，国内外研究者不断探索治疗癌症的型方法，例如光热光动力治疗，基因治疗，免疫治疗等，并且取得了一定的进展。但这些新疗法都并不成熟，还不能广泛应用于临床，因而需要投入更多人力和物力去研究和探索。

1.5 光治疗的作用原理

光动力治疗（Photodynamic Therapy,PDT）是一种针对肿瘤的新疗法，通过将光敏剂注射到肿瘤组织部位，或通过靶向方式将光敏剂富集到肿瘤组织部位，采用一定波长的激光照射，使光敏剂受到激发，将肿瘤组织内部的分子氧转化为活性氧，诱导肿瘤细胞凋亡，破坏肿瘤血管^[9-12]。由于光动力治疗的作用范围可控，可以减少病人治疗时的痛苦，因而在应用于癌症治疗上很有前景，但由于照射光穿透能力有限并且肿瘤部位往往缺乏氧分子^[13-15]，因而光热治疗的效果受到了较大的局限。

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