磁导靶向给药在荷瘤小鼠体内分布特性的实验研究

[摘要] 目的 考察经磁导靶向给药载阿霉素金磁复合微粒在荷瘤小鼠体内分布特性。 方法 建立小鼠肝细胞癌动物模型，将30只小鼠分为三组，每组10只，空白对照组经尾缘静脉注射生理盐水，单纯磁阿霉素组和磁阿霉素加磁场组分别注射载阿霉素金磁复合微粒溶液，其中，磁阿霉素加磁场组外加5000 Gs磁场固定1 h，然后处死全部小鼠，心脏取血并收集心、肝、肾、肿瘤组织，应用高相液相色谱法测定各组织中阿霉素浓度，评价其在小鼠体内靶向分布特性。 结果 肿瘤靶区应用外磁场固定后，肿瘤组织中药物浓度远高于非磁区其他组织中药物浓度（P < 0.05），其他组织的药物浓度（除心脏外）与空白对照组相当（P > 0.05）。而在没有外磁场的环境下，药物在全身各组织中呈弥散性分布，且肝脏和肿瘤组织中药物浓度较高。 结论 磁导靶向给药具有良好的靶向定位作用，有望成为一种新的化疗药物剂型用于肿瘤的靶向治疗。

[关键词] 磁导靶向给药；肝细胞癌；阿霉素；金磁复合微粒

[中图分类号] R73-36 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2013）12（a）-0007-03

化疗是临床治疗恶性肿瘤的重要手段之一，但常规给药方法却存在着毒副作用大、选择性差和药物很难在肿瘤部位达到理想的浓度等缺陷，使其临床应用受到很大限制并严重影响治疗效果。如何通过改变药物剂型和在体内的分布，能在选择性杀死肿瘤细胞的同时降低药物毒副作用，是近年来国内外学者都在致力于研究的磁导靶向给药新方法[1-3]，该方法是将化疗药物和磁纳米材料制成稳定的具有磁响应性药物，然后再借助外磁场的作用选择性将药物控制在肿瘤靶区，从而显著提高肿瘤组织中的药物浓度，达到定向、高效、低毒的抗肿瘤作用[4-8]。本文通过选用载阿霉素金磁复合微粒联合外磁场，对其在荷瘤小鼠体内靶向分布特性进行考察与分析，现将结果报道如下：

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 试剂

阿霉素（DOX，北京华锋有限公司产品）；纳米金磁复合微粒（30 nm，西安金磁纳米生物技术有限公司产品）；载阿霉素金磁复合微粒（载药量10.12%）；阿霉素标准储备液；甲醇（色谱纯）；乙腈（色谱纯）；液氮等。

1.1.2仪器

高效液相色谱工作站（日本岛津公司产品）；低温冰箱（德国Siemens公司产品）；台式微量离心机（德国Thermo公司产品）；G328型分析天平（上海上平仪器公司产品）；铆铁硼稀土永久磁铁（规格5000 Gs、直径1 cm、高1 cm，西安金磁纳米生物技术有限公司产品）；其他：微量移液器、游标卡尺、外科手术器械、液氮储备罐等。

1.1.3 实验动物

昆明种小鼠30只，体重22 g左右，雌雄半各，由大连医科大学实验动物中心提供。

1.2 实验方法

1.2.1 小鼠肝细胞癌模型的建立

专业饲养昆明小鼠，无菌操作，取肝细胞癌小鼠腹水中指数增值期的肝癌细胞（Bel-7402），用生理盐水稀释至l×107/mL，按0.15 mL/只接种至小鼠腋部皮下。正常条件下饲养，1周后用游标卡尺测量瘤体直径，达到1.0 cm左右即可用于实验。

1.2.2 体内靶向分布特性实验

挑选肿瘤大小均一的荷瘤小鼠30只，随机分为3组，每组10只。空白对照组经尾静脉注射生理盐水0.15 mL，单纯磁阿霉素组经尾缘静脉注射载阿霉素金磁复合微粒溶液0.15 mL（10 mg/mL，相当于阿霉素0.82 mg/mL），磁阿霉素加磁场组经尾缘静脉注射与单纯磁阿霉素组同等剂量载阿霉素金磁复合微粒溶液，注射后即刻用戊巴比妥钠麻醉并在体外肿瘤部位施加磁场固定1 h，然后处死各组小鼠，心脏取血并收集心、肝、肾、肿瘤组织，液氮保存。

1.2.3 高效液相色谱法测定血浆、主要器官和肿瘤组织中阿霉素含量

1.2.3.1 色谱条件 Inertsil@ ODS-SP（150 mm×4.6 mm，5 μm）色谱柱；柱温25℃；流动相乙腈-0.1%乙酸（28∶72，v/v）；流速0.8 mL/mim；进样量50 μL；检测波长254 nm。

1.2.3.2 阿霉素标准储备液 200 μg/mL甲醇标准储备液，4℃保存。

1.2.3.3 血浆和组织液标准曲线的制备 标准储备液用甲醇稀释成100、10、1、0.5、0.1、0.05 μg/L的标准阿霉素应用液各50 μL。在150 μL空白血浆或空白组织提取液中加入阿霉素标准应用液，配制成标准溶液，经柱前预处理后，应用高效液相色谱仪进行检测。以峰面积积分值（AUC）为纵坐标（Y），阿霉素浓度为横坐标（X），绘制标准曲线，得回归方程。回归方程为：Y=27697X+5756.8，R2=0.9995。样品浓度线性范围为50～1000 ng/mL，最低检测限为5 ng/mL（S/N=3）。1.2.3.4 样品的预处理及检测 血浆样品的处理：取待测血浆200 μL，加入甲醇200 μL，混匀；色谱前预处理，取50 μL色谱检测。组织样品的处理：取待检组织称重后，研磨成粉，加入组织质量的4倍生理盐水溶解。取组织匀浆200 μL加入甲醇200 μL，混匀；预处理后进样检测，进样量50 μL。

1.3 统计学方法

运用SPSS 13.0统计学软件进行数据分析，计量资料数据用均数±标准差（x±s）表示，多组间比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD-t检验，以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

在单纯磁阿霉素组，血液中药物浓度明显高于空白对照组和磁阿霉素加磁场组（P < 0.05）；肿瘤组织中药物浓度虽然高于空白对照组，却远小于磁阿霉素加磁场组（P < 0.05）；心脏组织中药物浓度与磁阿霉素加磁场组间差异无统计学意义（P > 0.05），且均高于空白对照组（P < 0.05）；肝脏组织中的药物浓度远高于磁阿霉素加磁场组和空白对照组（P < 0.05）；肾脏组织中药物浓度高于磁阿霉素加磁场组和空白对照组（P < 0.05）。而当磁阿霉素加外磁场给药时，肿瘤组织中药物浓度显著高于其他各组织及单纯磁阿霉素给药时肿瘤组织中药物浓度，其他组织中药物浓度（除心脏组织外）却均与空白对照组相当（P > 0.05）。

3 讨论

磁导靶向给药是将磁性药物与外磁场联合应用的一种靶向治疗恶性肿瘤新方法[9-10]。本文通过采用磁性药物载阿霉素金磁复合微粒，对其在有或无外磁场的作用下于荷瘤小鼠体内靶向分布特性进行考察与分析，实验研究结果表明，当磁阿霉素联合外磁场给药时，肿瘤组织中的药物浓度远高于其他各组织及单纯磁阿霉素给药时肿瘤组织中的药物浓度（P < 0.05），而其他各组织（除心脏外）中的药物浓度均与空白对照组相当。这充分表明了以磁纳米微粒作为药物载体所构建的磁性药物，除具备药物输送体系所具备的提高药物溶解度、增加药物稳定性以及持续缓释药物等优点外，还具有良好的磁响应性[11]，可以在外磁场的协同作用下具有显著的靶向性，使药物能够有效地富聚于靶区肿瘤组织中，从而大幅度地改变药物在体内的分布，极大降低了其他组织中的药物含量，同时还能减少用药剂量[12-13]，这对于提高抗肿瘤的化疗效果及改善药物对全身各组织器官的毒副作用有重要意义。

本实验研究结果还可以看出，当在无外磁场的环境下，单纯磁阿霉素给药时，药物在体内呈弥散性分布，但各组织器官中的分布各不相同，其浓度依次为肝脏、肿瘤、血液、肾脏、心脏，即肝脏和肿瘤组织中的药物浓度明显高于其他组织中药物浓度。其中，肝脏组织中药物浓度增高与药物在肝脏中代谢、肝脏血流丰富以及含有丰富的单核-巨噬细胞可拦截较多药物颗粒有关[14]。而肿瘤组织中的药物浓度明显增高，说明即使不存在磁场的情况下，纳米微粒本身对肿瘤组织有一定的选择性以及与肿瘤组织血管密度较高有着直接关系[15-16]。此外，在磁阿霉素联合磁场给药时心脏组织中药物浓度与单纯磁阿霉素给药相当且高于空白对照组，这可能是由于在实验过程中外置磁体距离心脏较近，造成了非特异靶向性所致。

总之，本实验结果证明，磁导靶向给药有着传统化疗给药方法所无法比拟的、独特的优点，这种通过外置磁场的协同作用而使磁性药物在体内所具有的显著靶向性，对有效提高肿瘤组织中的药物浓度与抗肿瘤治疗效果，改善化疗药物对身体各组织器官的毒副作用发挥着重要的作用，为肿瘤的治疗带来新的契机和曙光[17]。随着今后磁导靶向给药研究的不断深入，有望成为一种新的化疗方法用于临床肿瘤的靶向治疗。

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（收稿日期：2013-10-12 本文编辑：程 铭）