近红外光响应性二氢卟吩e6前药胶束用于口腔癌光动力疗法的创新研究

　　本刊推荐：本研究针对传统光动力疗法（PDT）的非特异性毒性问题，创新性地设计了一种以2-硝基苄基（2NB）为连接体的mPEG-2NB-Ce6偶联物（mPNCe6），实现了近红外（NIR）光控药物释放。通过FTIR和1H-NMR验证合成成功，体外实验显示该胶束能显著提高细胞摄取率和活性氧（ROS）生成能力，体内实验证实其有效抑制MOC2荷瘤小鼠的肿瘤生长和肺转移，为口腔癌治疗提供了新型靶向策略。

　　

引言

口腔癌作为头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）的重要亚型，全球年发病率约60万例，死亡率高达40%-50%。传统化疗因缺乏肿瘤选择性导致全身毒性，而光动力疗法（PDT）通过光敏剂在特定激光照射下产生活性氧（ROS）杀伤肿瘤细胞，具有微创优势。然而现有光敏剂存在水溶性差、易聚集、肿瘤蓄积不足等问题，且PDT过程会加剧肿瘤缺氧，限制疗效。本研究通过构建近红外（NIR）光响应的胶束递送系统，旨在解决上述瓶颈。

材料与方法

化学试剂与细胞系：实验使用Sigma-Aldrich提供的香草醛、DAPI等试剂，Ce6购自Frontier Scientific。采用小鼠口腔鳞癌细胞系MOC2（源自Kerafast）和人喉鳞癌细胞FaDu（ATCC HTB-43），培养于含5%胎牛血清的IMDM/F12混合培养基。动物实验使用4-6周龄雌性C57BL/6小鼠（ICMR提供），符合动物伦理规范。

mPNCe6合成与表征

通过多步合成法制备mPEG-2NB-Ce6偶联物：首先将香草醛与溴乙酸乙酯反应生成醛酯中间体，经硝酸硝化、硼氢化钠还原后，与氨基化PEG通过EDC/DMAP催化缩合，最终与Ce6的羧基偶联。核磁共振（¹H-NMR）显示PEG亚基质子峰（2.5-3.5 ppm）和Ce6特征峰（5.2/6.3 ppm），傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实酯键形成（1722 cm^-1）。

胶束制备与性能评价

采用薄膜水化法制备mPNCe6胶束，动态光散射显示其粒径为138.43±2.45 nm，zeta电位-15.6 mV，载药量8.6%。临界胶束浓度（CMC）为35 μg/mL，扫描电镜（SEM）证实NIR照射后胶束结构崩解。体外释放实验表明，在pH 5.5条件下经660 nm激光（0.5 W/cm²）照射48小时，Ce6释放率达84%。溶血实验显示即使浓度达500 μg/mL，溶血率仍低于5%，符合静脉注射要求。

光动力效应机制

通过RNO、DMA和SOSG三种探针验证单线态氧（¹O₂）生成能力。mPNCe6胶束在激光照射下显著降低DMA在378 nm处吸光度，SOSG荧光强度增加4倍，证实其高效ROS生成能力。机制上，Ce6受激后经系间窜跃至三重态，能量转移至氧气生成¹O₂。

体外生物学评价

细胞摄取实验显示：mPNCe6处理4小时后，FaDu和MOC2细胞的平均荧光强度分别达5968和4975，显著高于游离Ce6组（1465/1142）。MTT实验表明，照射24小时后mPNCe6对两种细胞的IC₅₀分别为8.52 μg/mL和8.89 μg/mL。流式细胞术检测凋亡率显示：mPNCe6+Laser组总凋亡率达82%（FaDu）和75.3%（MOC2）。JC-1染色证实线粒体膜电位显著瓦解，DCFH-DA检测显示ROS生成增加4倍。3D肿瘤球模型及细胞周期分析进一步证实mPNCe6可有效破坏肿瘤结构并阻滞G2/M期。

体内抗肿瘤效果

MOC2荷瘤小鼠模型显示：mPNCe6+Laser组治疗21天后肿瘤体积仅为135.3 mm³，显著小于游离Ce6组（451.2 mm³）和对照组（1045.6 mm³）。活体成像显示给药36小时后，mPNCe6在肿瘤部位荧光强度为游离药物的3.2倍。肺转移评估表明：mPNCe6组肺结节数减少67%，肺重量（0.21 g）显著低于对照组（0.85 g）。BrdU染色显示肿瘤细胞增殖被抑制，胶原沉积减少。

机制与安全性验证

免疫组化显示：mPNCe6组TUNEL阳性细胞增加5倍，Ki-67表达下降80%，缺氧诱导因子HIF-1α表达显著降低。血清生化指标（BUN、肌酐、ALT、ALP）均在正常范围，表明系统毒性可控。

结论

本研究成功构建了一种NIR光激活的mPNCe6胶束系统，通过2NB连接子的光裂解实现可控药物释放。该体系显著增强肿瘤靶向性和ROS生成能力，有效抑制口腔癌生长和肺转移，且生物安全性良好，为PDT的临床转化提供了新策略。