NIR染料是一类波长在700-1000nm之间的小分子物质,可以作为光敏剂使用。当光敏剂吸收特定波长的近红外光后,其获得的能量部分会以长波长形式释放,产生荧光用于肿瘤成像,而其它能量会转化成以高热以及使周围组织的氧分子转变为活性氧类(Reactive Oxygen Species,简称ROS),导致肿瘤细胞死亡,从而用于光热治疗(Photothermal Therapy,简称PTT)和光动力治疗(Photodynamic Therapy,简称PDT)肿瘤。IR780作为一种近红外小分子染料,凭借其优秀的光学特性受到了广泛的关注。由于肿瘤细胞质膜电位相对较高,有机阴离子转运体多肽(Organic Anion Transporter Peptides,简称OATPs)的作用,IR780能够优先聚集在肿瘤细胞内部,从而区分肿瘤细胞和正常细胞。因此,它能够深入穿透至组织内部并成像,同时可以获得显著的信号对比度。另外,IR780可以选择性进入肿瘤细胞的线粒体中,在近红外激光照射下可以产生大量的活性氧类和高热,从而破坏肿瘤细胞。因此,IR780已经被报道应用于肿瘤成像、光动力治疗和光热治疗。然而,实验中发现,游离IR780具有疏水性强、光稳定性差、耐受性差及体内毒性大等缺点,这些缺点极大地限制了它的临床应用。尽管许多研究者使用纳米载体负载IR780用于肿瘤成像和治疗,如多孔二氧化硅纳米粒、放射性核素标记的聚合物胶束以及肝素-叶酸纳米粒,但都没有解决IR780耐受性差的问题,同时可能会引起体内器官的损伤。为了改善IR780的多项缺点,本次研究利用生物可降解的白蛋白包裹IR780制备了白蛋白-IR780纳米粒(简称HSA-IR780 NPs)。实验结果显示,HSA-IR780NPs显著增加了游离IR780的水溶性(1000倍以上),可以保护IR780防止其在水溶液中聚集导致荧光淬灭以及防止其在自然光下发生降解。另外,我们在水溶液中证明在近红外激光(Near Infrared Light,简称NIR)照射下HSA-IR780 NPs能够产生大量的热和102,具有PTT和PDT的双重效应。接着,体外药效实验同样证实了在NIR激光作用下HSA-IR780 NPs的PDT效应,以及显著的肿瘤细胞杀伤毒性。最后,在体内荷瘤小鼠实验中验证了HSA-IR780 NPs的PTT效应,而NPs联合NIR激光作用可以显著抑制小鼠肿瘤生长。体内毒性实验表明HSA-IR780 NPs能够降低游离IR780的急性毒性,并且可以将游离IR780的耐受剂量由2.5mg/kg提高至25mg/kg,同时不会引起血液及体内器官的病变。综上所述,HSA-IR780 NPs可以极大地改善游离IR780的缺点,并且可以联合利用PTT和PDT这2种光学效应共同杀死肿瘤细胞,抑制生物体内肿瘤的生长。
