131I(碘)可以治疗分化型甲状腺癌,甲状腺癌细胞摄碘是由NIS基因所介导,非甲状腺来源肿瘤转染NIS基因后也能引导放射性碘治疗,但存在131I在细胞中停留过短不能有效杀伤肿瘤细胞的问题。课题组前期研究表明:使用病毒载体及特异性启动子,能实现NIS基因的肿瘤靶向性表达,但细胞内131碘储流时间太短,并不能有效杀伤肿瘤细胞;共转染TPO基因亦不能增加有效的杀伤,而病毒载体在临床应用中也存在安全问题。本研究在此基础上,我们拟应用纳米技术,使用纳米载体包裹131I复合物并利用EGFR实现靶向性NIS基因转染,及NIS基因能有效抑制胞内131I外流增加有效半衰期的原理,来构建一个EGFR-NIS-PEG-NP-131I纳米核素载体,对EGFR阳性肿瘤细胞系进行靶向性转染的细胞实验和动物实验。本研究开拓了靶向性纳米技术在核医学肿瘤治疗领域的新思路,探索了纳米载体应用于肿瘤特异性核素显像的可能性。
epidermal growth factor receptor;nanoparticles;131I;radioiodine therapy;tumor-targeting
研究背景 表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)靶向性纳米脂质体可将治疗性和显像药物输送到EGFR阳性肿瘤细胞。以西妥昔单抗为靶点的131I标记抗EGFR抗体纳米脂质体可以进行肿瘤靶向性输送和放射性131I治疗的研究。主要研究内容 构建EGFR靶向性纳米脂质体EGFR-BSA-PCL等纳米载体。先使用流式细胞仪和荧光共聚焦显微镜观察纳米载体在EGFR阳性的乳腺癌、结肠直肠癌、非小细胞肺癌和人皮肤鳞癌细胞系中的EGFR靶向性结合及内吞入细胞情况。然后,使用氯胺T直接标记法将131I标记靶向性和非靶向性纳米脂质体。使用MTT实验检测131I标记纳米载体的细胞毒性和131I的细胞杀伤作用,并进行时间相关细胞摄碘实验观察131I标记纳米载体的胞内存留时间,评估纳米载体的缓释效果等。然后在荷瘤裸鼠体内评价纳米核素载体的体内治疗效果。重要结果及关键数据 EGFR靶向纳米脂质体EGFR-BSA-PCL和非靶向性纳米脂质体BSA-PCL构建成功,其有效半径约为100nm。流式细胞仪和荧光共聚焦显微镜实验显示EGFR-BSA-PCL能被EGFR阳性细胞明显摄取,虽然BSA-PCL在相应细胞中也有摄取,但胞内存留较少且荧光更微弱。在MTT实验中EGFR靶向性核素纳米载体131I-EGFR-BSA-PCL较131I-BSA-PCL具有更强的细胞毒性和靶向性细胞杀伤效果。肿瘤细胞对131I-EGFR-BSA-PCL和 131I-BSA-PCL均能表现出快速摄取,摄碘率在4h能达到最高值,131I-EGFR-BSA-PCL的131I摄取效应要高于131I-BSA-PCL。在动物实验中,131I-EGFR-BSA-PCL和131I-BSA-PCL的肿瘤体积的增殖率低于对照组。科学意义 EGFR靶向纳米脂质体EGFR-BSA-PCL较BSA-PCL具有更强的EGFR阳性肿瘤细胞胞内结合和摄取能力。131I标记的EGFR靶向性核素纳米载体131I-EGFR-BSA-PCL具有优异的EGFR阳性肿瘤细胞胞内存留时间及明显的靶向性131I杀伤效果,能抑制肿瘤细胞的生长。本研究开拓了靶向性纳米技术在核医学肿瘤治疗领域的新思路,探索了纳米载体应用于肿瘤特异性核素显像的可能性。