金納米粒子在抗腫瘤方面應用

1、Beating cancer in multiple ways using nanogoldBackground1GNPs as photothermal contrast agents2GNPs as drug delivery scaffolds3GNPs in gene therapy4GNPs as intrinsic antineoplastic agents5Background 早在150年前，英國著名的物理學家、化學家M.Faraday就在該領域做出了突出貢獻，他發(fā)現(xiàn)了膠體金的變色現(xiàn)象。 近年來，人們越來越多的研究金納米粒子，發(fā)現(xiàn)其具有高電子密度、介電特性和催化作用，能與多種生

2、物大分子結合等性質 其應用領域涉及光學探針、電化學探針、組織修復、傳感器、DNA、催化劑、檢測，葡萄糖傳感器、藥物傳遞及表面增強拉曼散射等方面。Backgroundv 金納米棒“種子介導生長法”，寬度一定，長度可調整。v 金納米殼不同的“核心”。v 金納米籠立方體結構，電取代法。金納米粒子的積聚 EPR效應：大分子物質和脂質在腫瘤組織透過性增強及滯留效應稱作EPR效應,此現(xiàn)象存在于多數(shù)實體瘤中。 EPR效應促進了抗腫瘤金納米粒子結合物在腫瘤部位的尺寸選擇性積聚。可以增加藥效并減少系統(tǒng)副作用。金納米粒子的攝取金納米粒子螯合物的受體介導的胞吞作用的尺寸效應金納米粒子螯合物的受體介導的胞吞作用的尺寸

3、效應金納米粒子的清除裸鼠實驗表明：裸鼠實驗表明：金納米粒子作為光熱造影劑腫瘤熱療法（腫瘤熱療法（PTTPTT）：）： 由于腫瘤組織中血管扭曲擴張、血流阻力大、血管感受器不健全，對溫度敏感性差，在高溫作用下散熱困難，熱量易聚焦，升溫快，形成巨大的儲熱庫，可與正常組510的溫差；而正常細胞可以長時間耐受42.543.5高熱，從而殺死腫瘤細胞而正常細胞不受影響，不會引起諸如骨髓抑制、脫發(fā)等不良反應。這是熱療有別于化療、放療的獨特之處。 目前金納米粒子作為抗腫瘤PTT的造影劑正被研究，因為它們的吸收截面和光穩(wěn)定性遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的分子，如吲哚菁綠。金納米粒子作為光熱造影劑a) 輻射熱療法近紅外波長窗口：即

4、水、輻射熱療法近紅外波長窗口：即水、脫氧紅蛋白、脫氧紅蛋白、Hb吸收最少波段吸收最少波段b) 微瓦特的近紅外光能穿透腦殼微瓦特的近紅外光能穿透腦殼/大大腦和肌肉組織約腦和肌肉組織約4cm，穿透胸部組，穿透胸部組織約織約10cm; 而更高的能量能穿透肌而更高的能量能穿透肌肉和新生的腦殼肉和新生的腦殼/大腦組織約大腦組織約7cm。金納米粒子作為光熱造影劑金納米殼磁共振成像圖：結果顯示，納米殼輻射熱治療平均溫升為37.4。C 6.6 。C ，控制組為9.1 。C 4.7 。C金納米粒子作為光熱造影劑金納米棒輻射熱治療，對照組、靜脈注射組、直接注射組對比效果。金納米粒子作為光熱造影劑激光掃描共聚焦光聲

5、顯微鏡示意圖靶向和非靶向金納米籠用于黑素瘤的治療-黑素細胞刺激激素受體靶向（MSH），靶向的經(jīng)顯示有40%PA信號，而非靶向的顯示15%PA 信號。金納米粒子作為光熱造影劑p 確定用于近紅外輻射熱治療（PTT）的最佳金納米結構是非常主觀的，因為其中涉及到不同的分析方法。因為可以進行比較的方面很多，可以是每一個粒子，每單位黃金或者每單位質量的吸收面積，吸收效率或熱傳導效率等。p 金納米棒比金納米殼和籠有著更大和狹窄的吸收面積和更高的吸收效率。p 在近紅外激光的光熱實驗中每單位質量的金納米棒比起SiO2-Au納米殼表現(xiàn)出1/3的光譜帶寬，約3倍更高的消光截面，和6倍的加熱能力。金納米粒子作為給藥載

6、體v 金納米粒子除了其獨特的光熱和光聲特性而被用于PTT，它作為有選擇性和多功能抗癌藥物結合物的平臺也引起了人們的強烈興趣。v 球型金納米粒子接合腫瘤壞死因子（TNF）就是一個很好的研究方向。TNF-金納米粒子結合物進一步證明相對于天然分子有兩倍的導致腫瘤消退的效果。等效質量條件下共軛物也顯示出低毒性相對于原生TNF（0與15的死亡率）。這種技術目前正在II期臨床試驗階段。其他接合藥物有他莫昔芬、順鉑類、紫杉烷類、奧沙利鉑、甲氨蝶呤等。金納米粒子作為給藥載體金納米粒子綁定雌性激素受體tamoxifen治療乳腺癌，效能(每藥物分子) 增加了270%。金納米粒子作為給藥載體PT4+順鉑的前體藥物（

7、a）連接到寡核苷酸化的金納米粒子和宮頸癌細胞孵育6小時（b）和12小時（c），顯示顯著的細胞內積累（紅色）。復用標記的（d）細胞內微管（綠色）和共定位（黃色）與納米粒子的結合物顯示出高效的傳遞和核內體逃逸。金納米粒子用于基因治療v 基因治療（基因治療（gene therapy）是利用分子生物學方法將目的基因導入患者體內，使之表達目的基因產(chǎn)物，從而使疾病得到治療，為現(xiàn)代醫(yī)學和分子生物學相結合而誕生的新技術?；蛑委煴娝苤且赃x擇性地調節(jié)或減少其相應的靶基因表達，因此，小干擾RNA（siRNA）如何進入細胞核是前提。siRNA與金納米粒子接合已被證明，可以保護這些核酸在細胞外降解，延長循環(huán)，促進

8、細胞膜滲透，并保護其不在胞內被消化。這些結合物主動和/或被動（EPR）的靶向也可以在固體腫瘤的達到RNAi效果。金納米粒子固有的抗腫瘤性能v金納米粒子抗腫瘤性能主要體現(xiàn)在兩方面：金納米粒子抗腫瘤性能主要體現(xiàn)在兩方面： 抑制血管通透因子（VPF）/血管內皮生長因子165（VEGF-165） 靶向的金納米粒子能夠改變細胞周期。而惡性腫瘤細胞對細胞周期的更改很敏感且修復能力差，這使得金納米顆粒用作癌癥選擇性細胞毒藥物成為可能。金納米粒子固有的抗腫瘤性能金納米粒子可以定位到腫瘤細胞核選擇性誘導細胞的DNA損傷，抑制細胞質分裂，和程序性細胞死亡（即凋亡）。PEG化的金納米粒子（直徑為30nm）接合RGD肽（1），進一步接合核定位序列（NLS）（2）。對照組（c）、1組（d）、2組(e)熒光檢測細胞核部位有無熒光v由于