一、课题背景
肿瘤乏氧，是实体肿瘤发生发展过程中非常普遍的现象，是由于肿瘤组织血液灌注不足或肿瘤内氧气分压下降，氧气弥漫障碍所致。研究表明90%以上的实体肿瘤组织表现出乏氧状态，其生物等效致死剂量是富氧细胞的2-3倍：肿瘤治疗的疗效与肿瘤组织内乏氧细胞所占比例呈明显负相关，乏氧细胞的存在明显增加了肿瘤对放、化疗的抗拒性。乏氧对于肿瘤的PDT疗效影响尤为突出，因为PDT中发挥作用的活性氧直接来源于周围的氧分子，肿瘤乏氧直接减少了活性氧的产率。同时随着肿瘤深度的增加，乏氧情况更为严重，使得PDT在实体肿瘤治疗疗效中不尽人意。所以如何改善肿瘤组织乏氧环境是PDT在体内实体肿瘤治疗中亟待解决的关键技术问题
目前关于改善肿瘤乏氧环境而增强PDT疗效的研究在不断进行，基本上都是通过构建纳米载药系统装载增氧物质，进而配合光敏剂进行治疗。比如将血红蛋白与光敏剂同时上载于脂质体中，利用血红蛋白的携氧功能增加了氧分子的浓度，提高了光动力治疗肿瘤的疗效。或将透明质酸酶装载于包裹光敏剂的微囊中，利用透明质酸酶水解肿瘤组织中的透明质酸，增加肿瘤血管密度提高肿瘤血供，从而增加肿瘤组织中氧气的含量，进而提高 PDT 抗肿瘤效果。或将血红蛋白与聚合物结合形成胶束载体，使得该胶束载体具备了一定的携氧能力，从而提高了PDT的治疗效果。或利用血红蛋白与近红外荧光染料 ICG 结合，制备了一种人造的仿生红细胞，该纳米系统可以提高肿瘤组织氧气浓度，提高 PDT 治疗效果。将能够携带氧气的全氟化碳（Perfluorocarbon)利用红细胞膜包裹形成纳米系统用于肿瘤的光动力学治疗，红细胞膜能够有效延长粒子的体内循环时间，全氟化碳可以增强氧气浓度，从而综合提高 PDT 治疗效果。目前也有课题组制备了具有中空结构的二氧化锰（MnO2)纳米粒子，利用其携带光敏剂的同时，MnO2可以水解肿瘤组织中的过氧化氢产生氧气，从而提高PDT的疗效。
- 要解决的问题
光动力治疗可以利用激发光照射光敏剂使周围的氧气产生单线态氧，从而对肿瘤组织进行定点精准杀伤，是一种理想的非侵入型肿瘤治疗方法。但是由于肿瘤组织中氧气浓度较低使得单线态氧产生不足，限制了PDT在体内肿瘤治疗中的应用。同时在目前的研究当中，单一的氧气产生方法都会有其一定的局限性。比如利用无机材料作为氧气载体，不仅上载氧气量有限，其生物降解及免疫原性也限制了其应用；利用血红蛋白进行携氧，由于载体数量有限，携带的氧气浓度也会受限制；还有通过水解过氧化氢释放氧气，由于肿瘤组织中的H2O2含量有限，因此产生的氧气也必然受限。（这里也是，总结一下）
- 可行性分析
制备的Catalase-PCL蛋白胶束是否影响Catalase水解酶的活性是本课题能否有效实施的关键。为此申请人在合成Catalase-PCL后做了初步的体内外探索实验，首先经计算机模拟显示，Catalase-PCL的形成并没有影响Catalase水解酶的活性中心，其仍保持水解活性；然后经体外实验验证，Catalase-PCL在H2O2溶液中仍然能够保持较高的水解释放氧气能力；最后我们将Catalase-PCL 注射入小鼠肿瘤组织，利用氧分压传感器测定小鼠肿瘤组织内氧气浓度的变化。结果显示，与对照组相比，注射组小鼠肿瘤组织中的氧分压值明显增高以上结果表明Catalase-PCL在体内外均可以有效释放氧气改善肿瘤的乏氧环境。
- 研究方法和内容
结合国内外现状，我们认为如果能够将不同的肿瘤乏氧改进方法进行有机结合，形成双重补氧级联效应，将会有效提高体内实体肿瘤光动力治疗疗效。于是本课题前期将合成红细胞囊泡包裹蛋白胶束 Catalase-PCL 形成纳米载药系统，在成功制备及优化纳米载药系统 RDV@CP@Ce6 后，对其在体外改善乏氧环境的补氧能力予以考察。考察项目包括利用氧分压仪分析体外 RDV@CP@Ce6 的氧气携带能力；RDV@CP@Ce6 对H2O2水解后释放氧气的能力以及级联双重补氧能力；利用细胞乏氧探针考察RDV@CP@Ce6在细胞中的补氧能力。
- 工作计划
2月28日—3月20日：完成文献查阅、开题报告等前期工作。
3月21日—5月10日：完成Catalase-PCL红细胞囊泡纳米载药系统制备工作。
5月11日—5月20日：完成毕业论文的撰写工作。
5月21日—6月04日：完成毕业论文的评阅、答辩与修改工作。
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