Photodynamic Activity of Plant Extracts from Sarawak,Borneo

Photodynamic therapy (PDT) is a medical treatment that involves the irradiation of an administered photosensitizing drug with light of a particular wavelength to activate the photosensitizer to kill abnormal cells. To date, only a small number of photosensitizers have been clinically approved for PDT, and researchers continue to look for new molecules that have more desirable properties for clinical applications. Natural products have long been important sources of pharmaceuticals, and there is a great potential for discovery of novel chemotypes from under‐explored biodiversities in the world. The objective of this study is to mine the terrestrial plants in Sarawak, Borneo Island, for new photosensitizers for PDT. In a screening program from 2004 to 2008, we prepared and studied 2,400 extracts from 888 plants for their photosensitizing activities. This report details the bioprospecting process, preparation and testing of extracts, analysis of the active samples, fractionation of four samples, and isolation and characterization of photosensitizers.     

Acridin-3,6-dialkyldithiourea hydrochlorides as new photosensitizers for photodynamic therapy of mouse leukemia cells

Acridin-3,6-dialkyldithiourea hydrochlorides (AcrDTUs) have been evaluated as a new group of photosensitizers (PSs) for photodynamic antitumor therapy (PDT). Mouse leukemia cells L1210 were used for testing of AcrDTUs as the new PSs. The irradiation (UV-A light (365 nm), 1.05 J/cm²) increased cytotoxicity of all derivatives against L1210 cells more than ten times. The highest photocytotoxicity was found for propyl-AcrDTU with IC₅₀ = 0.48 ± 0.03 μM after 48 h incubation. A generation of the superoxide radical anion upon UV-A irradiation of propyl-AcrDTU was confirmed by in situ photochemical EPR experiments. To explain a mechanism of photocytotoxic action of AcrDTUs, an intracellular distribution of propyl-AcrDTU has been studied. It was found that AcrDTU in non-irradiated cells was not present in their nucleus but in the lysosomes and partly in the mitochondria, and sequestration of propyl-AcrDTU was dependent on pH in lysosomes. After irradiation, the cell death was induced by oxidative damage of lysosomal and mitochondrial membranes. Concerning the cell cycle, flow cytometry after PDT with propyl-AcrDTU showed a significant increase of the cells in the subG₀ phase. Observed signs of necrosis, apoptosis, and autophagy indicate that PDT/AcrDTU leads to multiple cell death types (caspase independent apoptosis, necrosis, and autophagy).     

藻红蛋白介导光动力治疗的光化学机制研究

为探讨藻红蛋白介导的光动力治疗的光化学机制,观察藻红蛋白浓度和活性氧抑制剂对藻红蛋白光漂白作用的影响,研究藻红蛋白介导的光敏反应产生活性氧分子的途径和影响因素。表明：藻红蛋白浓度太高会降低光动力的效率,其活性氧产生的机制为Ⅰ和Ⅱ型,用Ⅰ型反应抑制使反应向Ⅱ型方向转变,产生更多的单线态氧,可显著提高光动力效率。     

七甲川花菁染料作为肿瘤靶向和光动力治疗载体的研究进展

七甲川花菁近红外荧光染料(NIRF)可直接被肿瘤细胞特异性吸收,具有肿瘤靶向性。与化疗药物偶联后,该类染料可通过血脑屏障将药物转运至肿瘤部位,不仅可以减少化疗药物使用剂量,降低药物的毒副作用,也可通过近红外荧光成像实现对肿瘤治疗的实时监控。七甲川花菁染料所展示的线粒体毒性和光敏特性,可直接杀死肿瘤细胞,抑制肿瘤新生血管的形成。通过纳米包裹,能够显著增强该类染料的肿瘤靶向能力,实现实时跟踪药物释放情况。七甲川花菁染料特异性识别肿瘤细胞的能力与有机阴离子转运肽的作用密切相关,缺氧和线粒体膜电位也参与了染料吸收的调控。这些发现有利于将近红外荧光染料应用于肿瘤的靶向治疗。     

光动力疗法治疗金黄地鼠创伤性口腔溃疡的实验研究

目的:探讨以亚甲基蓝为光敏剂的光动力疗法对金黄地鼠创伤性口腔溃疡的治疗效果。方法:金黄地鼠随机分成4组:空白对照组、光敏剂组、激光组、光动力组。取直径5 mm的金属棒,加热后置于金黄地鼠颊粘膜上5 s,肉眼可见形成直径约为5 mm的溃疡模型;按分组给予不同处理后,在6小时、24小时、5天、7天,处死制备病理切片,经HE、MASSON染色定性观察中性粒细胞数量、再生上皮、成纤维细胞、新生血管和胶原纤维情况。结果:模型建立24小时后,肉眼及组织病理学观察可见金黄地鼠口腔溃疡模型建立成功。在治疗24小时后,光动力治疗组的中性粒细胞数量与其他组相比显著增高(P0.01)。治疗后第五天和第七天,新生的血管和胶原纤维情况光动力组明显优于空白对照组和光敏剂组(P0.01),也多于激光组(P0.05),上皮再生情况激光组优于空白对照组和光敏剂组(P0.01),光动力组上皮再生也优于空白对照组和光敏剂组(P0.05)。成纤维细胞数量各组间无明显差异。结论:光动力疗法可加快口腔溃疡的愈合。     

共价连接BODIPY光敏剂的聚合物纳米胶束及其靶向光动力疗效的研究

目的:利用聚合物纳米胶束靶向输送光敏剂分子已经成为光动力治疗癌症的研究热点。方法:采用原子转移自由基聚合反应合成嵌段聚合物聚丙烯酸叔丁酯-聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(Pt BA-b-PGMA),共聚物的一端脱除叔丁基,通过缩合反应共价键连接甘露糖分子,另一端环氧基开环引入叠氮基,并通过"click"反应共价连接氟硼二吡咯光敏剂分子,最后制备得到表面甘露糖修饰的负载光敏剂聚合物胶束。利用核磁共振氢谱仪和傅立叶变换红外光谱仪进行结构确认;通过透射电镜和动态光散射等考察其理化性质;经激光共聚焦显微镜和MTT细胞毒性实验对其甘露糖受体靶向性及光动力疗效进行考察和评价。结果:聚合物Pt BA-b-PGMA的相对分子量为16 924,其分散系数为1.36。聚合物中环氧基开环引入叠氮后在2 106 cm-1处出现叠氮基特征峰。经过"click"反应引入氟硼二吡咯光敏剂分子后,叠氮基特征峰消失,在1 637 cm-1处出现三氮唑特征峰。聚合物胶束粒径分布均一,稳定性良好。胶束平均流体力学直径为178 nm,在水溶液中粒度分布较窄(PDI=0.298)。聚合物胶束对人乳腺癌MDA-MB-231细胞和HEK293正常细胞均无暗毒性,在535 nm LED光照下对乳腺癌MDA-MB-231细胞具有较好的光动力治疗效果。结论:聚合物胶束能被MDA-MB-231癌细胞表面高表达的甘露糖受体特异性识别,并被内吞进入癌细胞内,具有较好的光动力杀伤作用。     

光动力疗法防治损伤性血管内膜增生的实验研究

目的 :观察光动力疗法 (PDT)防治损伤性血管内膜增生的近期疗效 ,并筛选PDT参数。方法 :首先筛选PDT参数。兔 2 4只 ,按L4 ( 2 3)正交实验方案分为四组 ,处理因素为血啉甲醚 5或 10mg/kg、功率密度 30或 90mw/cm2 、照射时间 15或 30min。球囊法损伤髂总动脉内膜 ,随后进行PDT处理 ,2 1天后取材 ,以中膜与内膜面积的比值为指标分析各处理因素的作用。其次观察PDT疗效。兔 2 4只 ,随机分成 4组 :( 1)单纯损伤组 ;( 2 )PDT对照组 ,内膜损伤后先激光照射 ,后注射血啉甲醚 ;( 3)低PDT剂量组 ,内膜损伤后先注射血啉甲醚 5.0mg/kg ,然后以 30mw/cm2 照射 15min ;( 4 )高PDT剂量组 ,以 90mw/cm2 照射 ,其余同低剂量组。以内膜与中膜面积的比值为指标分析PDT疗效。结果 :预选参数的最优搭配为 :功率密度为 30mw/cm2 ,照射时间为 15min ,血啉甲醚剂量为 5mg/kg。低剂量组与高剂量组的S1/S2 比值分别比单纯损伤组低 71.9% (P <0 .0 1)和 59.4 % (P <0 .0 5) ,比PDT对照组低 63.1% (P <0 .0 1)和 4 6.5% (P <0 .0 5)。结论 :经皮血管内光动力疗法可能成为防治损伤性血管内膜增生的有效方法。     

光动力疗法诱导增生滑膜细胞凋亡的初步研究

目的：观察光动力疗法（PDT）诱导类风湿性关节炎（RA）动物模型的增生滑膜细胞的凋亡情况。方法：兔AIA模型在关节类出现第七天进行PDT治疗,随机治疗一侧膝关节,另一侧作自身对照,免耳静脉注入HMME10mg/Kg,20分钟后,膝关节用金蒸气激光照射,激光波长627.8nm,功率密度100mW/cm^2,能量密度100J/cm^2,24小时后取膝关节滑膜作病理检查,并用脱氧核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记法（TUNEL）原位检测凋亡结论。结果：PDT治疗组凋亡阳性细胞较对照组明显增多,图像分析结果单位视野内阳性细胞数和面密度PDT治疗组高于对照组,统计学检验差异有显著性,凋亡细胞核直径PDT治疗组较小,与对照组相比,统计学检验差异有显著性。结论：PDT有可能通过诱发滑膜细胞的凋亡,使增生的滑膜细胞减少。     

光动力疗法辅助治疗轻中度牙周炎的疗效观察

目的:探讨光动力疗法(PDT)辅助治疗轻中度牙周炎患者的临床疗效。方法:选取我院2016年1月-2017年8月收治的轻中度牙周炎患者46例为研究对象,共选取患牙276颗,随机分为观察组与对照组,每组138颗患牙,对照组予以龈下刮治术和根面平整术(SRP)治疗,观察组在对照组的基础上联合PDT治疗,比较治疗前、治疗后1个月、2个月、3个月观察两组患者的牙周袋探诊深度(PD)、探诊出血(BOP)阳性率、出血指数(BI)。结果:治疗后1个月、2个月、3个月,两组PD均随着时间的推移逐渐变浅(P0.05),且观察组治疗后各时间点均浅于对照组(P0.05);两组BOP阳性率均较治疗前降低,且观察组治疗后各时间均低于对照组(P0.05);两组BI随着时间的推移呈逐渐下降趋势(P0.05),且观察组治疗后各时间点BI均低于对照组(P0.05)。结论:PDT辅助治疗轻中度牙周炎患者的临床疗效较好,其能减小PD,降低BI和BOP阳性率。     

Binding interactions of porphyrin derivatives with Ca2+ ATPase of sarcoplasmic reticulum (SERCA1a)

The use of Porphyrin derivatives as photosensitizers in Photodynamic Therapy (PDT) was investigated by means of a molecular docking study. These molecules can bind to intracellular targets such as P-type CaCa²⁺ ATPase of sarcoplasmic reticulum (SERCA1a). CAChe software was successfully employed for conducting the docking of Tetraphenylporphinesulfonate(TPPS), 5,10,15,20- Tetrakis (4-sulfonatophenyl) porphyrinato Iron(III) Chloride (FeTPPS) and 5,10,15,20-Tetrakis (4-sulfonatophenyl) porphyrinato Iron(III) nitrosyl Chloride (FeNOTPPS) with CaCa²⁺ ATPase from sarcoplasmic reticulum of rabbit. The results show that FeNOTPPS forms the most stable complex with CaCa²⁺ ATPase.     

Photodynamic activity of anthraquinones isolated from Heterophyllaea pustulata Hook f. (Rubiaceae) on MCF-7c3 breast cancer cells

Searching for agents that could be effective in the treatment of cancer, special highlight has focused on the study of numerous plant-derived compounds. We previously demonstrated that anthraquinones (AQs) isolated from a vegetal species: Heterophyllaea pustulata Hook f. (Rubiaceae), such as rubiadin, rubiadin-1-methyl ether, soranjidiol, soranjidiol-1-methyl ether exhibit photosensitizing properties without antecedents as photodynamic agents in malignant cells. In the present study, we investigated the potential role of these AQs as a phototoxic agent against human breast carcinoma using MCF-7c3 cells. All AQs exhibited significant photocytotoxicity on cancer cells at the concentration of 100 μM with 1 J/cm² light dose, resulting soranjidiol-1-methyl ether in complete cell destruction. The observed cellular killing by photoactivated AQs exhibited close relation with singlet oxygen production, except for soranjidiol-1-methyl ether, where cell viability decrease is in relation to uptake by tumor cells.     

带有功能性多肽的光敏剂及其应用

光动力治疗( photodynamic therapy,PDT )是光敏剂在特定波长光源的激发下、在氧分子存在下产生细胞毒性物质的一种治疗方法,主要用于抗肿瘤治疗．目前临床应用的光敏剂对肿瘤细胞的靶向性比较有限,近来的一个热门研究方向是靶向性光敏剂．结合作者多年来在该方向的工作,综合近年来光敏剂研究的发展,比较全面地阐述了带有功能性多肽的靶向性光敏剂及其在光动力治疗中的应用．阐述多肽作为靶向基团的优势,总结了包括透膜多肽、血管靶向多肽、细胞受体靶向多肽等功能多肽与光敏剂偶合物的生物效应,说明了多肽能够实现光敏剂的靶向作用．     

光动力疗法对动物肿瘤生长的影响及机制研究

本实验选用经腹股沟皮下接种Ｗ２５６瘤细胞株形成实验性荷瘤大鼠４０只,采用光动力学疗法对患有移植瘤大鼠进行治疗,并同时检测血浆、肝脏及瘤组织中超氧化物歧化酶的活力及氧自由基代谢产物丙二醛含量。结果如下：（１）大鼠输入经紫外光照射之血后,其肿瘤生长速度明显减慢（Ｐ〈０．０５）,大鼠输入注有血卟啉衍生物的血后,其肿瘤生长亦显著减慢（Ｐ〈０．０１）;大鼠输入经紫外光照射并含有血卟淋衍生物之血后,其肿瘤生长     

喜树碱聚前药纳米粒子包埋吲哚箐绿用于化疗与光动力联合抗肿瘤治疗

肿瘤单一药物化疗的效果往往达不到理想的肿瘤治疗效果,且容易导致耐药。因此,肿瘤的药物化疗与其他的抗肿瘤治疗方法,如光热治疗和光动力治疗等,联合治疗具有明显优势,并受到越来越多的关注。本工作构建了一种还原性响应的新型智能纳米体系,采用喜树碱聚前药两亲分子(PEG-b-PCPTM)物理包埋光敏剂吲哚箐绿(ICG)。在肿瘤细胞的还原性微环境中,控制释放化疗药物喜树碱,激活化疗;同时,光敏剂ICG用于光动力治疗,从而实现化疗与光动力的联合治疗,表现出良好的抗肿瘤活性。     

光敏剂HMME对人骨肉瘤细胞U-2OS的光动力作用及其作用机制的初步研究

目的：探讨光敏剂（HMME）介导的光动力疗法对人骨肉瘤细胞U-2OS的杀伤效应及机制研究。方法：使用不同浓度（0、10、20、30、40μg.ml-1）的光敏剂,采用不同光照能量（0、3、6、9 J.cm-2）照射人骨肉瘤细胞,与空白对照组、药物对照组（无光照但加光敏剂）和光照对照组（不加光敏剂但加光照）进行比较,MTT法检测细胞的存活率,选择半数有效量药物浓度和光照能量,作为实验组。以空白对照组为对照,采用Hoechst33342染色法,观察细胞凋亡情况。用western blot方法检测细胞凋亡蛋白caspase-7、caspase-9和PARP-1。结果：MTT结果显示,空白对照组、药物对照组和光照对照组对细胞存活率在96.7%和100%之间,药物的半数有效量为40.1μg.ml-（16 J.cm-2）和25.0μg.ml-（19 J.cm-2）。Hoechst33342染色法观察到实验组细胞明显凋亡。westen blotting检测结果,实验组与对照组相比,caspase-7、caspase-9和PARP-1表达明显增高。结论：HMME-PDT对人骨肉瘤细胞U-2OS有显著的杀伤效应,且呈光敏剂浓度和光照强度依赖性,其杀伤效应与caspase途径相关。     

Photodynamic Therapy with Blended Conducting Polymer/Fullerene Nanoparticle Photosensitizers

In this article a method for the fabrication and reproducible in-vitro evaluation of conducting polymer nanoparticles blended with fullerene as the next generation photosensitizers for Photodynamic Therapy (PDT) is reported. The nanoparticles are formed by hydrophobic interaction of the semiconducting polymer MEH-PPV (poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene]) with the fullerene PCBM (phenyl-C₆₁-butyric acid methyl ester) in the presence of a non-compatible solvent. MEH-PPV has a high extinction coefficient that leads to high rates of triplet formation, and efficient charge and energy transfer to the fullerene PCBM. The latter processes enhance the efficiency of the PDT system through fullerene assisted triplet and radical formation, and ultrafast deactivation of MEH-PPV excited stated. The results reported here show that this nanoparticle PDT sensitizing system is highly effective and shows unexpected specificity to cancer cell lines.     

痂囊腔菌素A对动物实体肿瘤的光动力治疗

从生物学角度研究了痂囊腔菌素A（EA）对黑色素瘤B-16实体肿瘤的光敏生物活性,实验结果显示,EA对黑色素瘤B-16实体肿瘤生长具有良好的抑制、杀伤效果,表明EA具有光敏抗肿瘤活性。     

光动力疗法治疗面部伴发蠕形螨病的基底细胞癌的临床疗效及对细胞免疫功能的影响

摘要 目的：评价光动力疗法（PDT）治疗面部伴发蠕形螨病的基底细胞癌（BCC）的疗效、不良反应和复发情况,分析其对细胞免疫功能的影响。方法：124例面部伴发蠕形螨病的BCC患者接受奥硝唑抗蠕形螨治疗后分组,9例患者被排除,观察组患者56例接受PDT治疗;对照组患者59例接受肿瘤扩大切除术及局部皮瓣转移术治疗。随访2年,评估患者疗效、细胞免疫功能、不良反应和复发情况。结果：观察组总有效率与对照组比较未见显著性差异（P＞0.05）;两组治疗后CD4⁺、CD4⁺/CD8⁺水平均较治疗前升高,且观察组高于对照组,两组治疗后CD8⁺水平均较治疗前降低,且观察组低于对照组（均P＜0.05）;观察组不良反应发生率和复发率均低于对照组（P＜0.05）。结论：PDT治疗对面部伴发蠕形螨病的BCC有效,在降低不良反应发生率和复发率等方面表现突出的优势,且能够改善患者的细胞免疫功能。     

具有自噬抑制作用的卟啉金属有机框架的制备及其光动力癌症治疗的研究*

光动力疗法(PDT)具有微创、可控、低毒、可重复治疗等优点,已成为临床医学中不可缺少的治疗手段。但由于肿瘤细胞的自我保护机制,大大降低了PDT疗效。使用PDT治疗方法的同时实施药理自噬抑制策略,切断因光动力治疗下严重氧化损伤下的保护性自噬。通过油浴加热法合成卟啉金属有机框架PCN-224,并在PCN-224上负载自噬抑制剂硫酸羟氯喹(HCQ),通过扫描电子显微镜(SEM)、粒径测试(DLS)、紫外可见光谱测试等方法检测,结果表明成功地合成了该材料,增强了卟啉光敏剂的水溶性,并且光照后对4T1小鼠乳腺癌细胞毒性明显增强,且装载了HCQ后进一步提高了肿瘤杀伤能力。     

Photosan脂质立方液晶纳米光敏剂的制备及光动力杀伤效应研究

目的:制备Photosan脂质立方液晶纳米光敏剂,通过体外实验探讨其介导的光动力疗法(photodynamic therapy,PDT)特异性杀伤肿瘤细胞效果。方法:以单油酸甘油酯(glyceryl monooleate,GMO)和泊洛沙姆407(poloxamer 407,P407)为液晶材料,以光敏剂Photosan为模型药物,制备Photosan立方液晶纳米粒,通过Malvern粒径仪和扫描电子显微镜等考察其理化性质;通过MTS法考察Photosan立方液晶纳米粒对正常肝细胞株和肝癌细胞株的暗毒性及光动力杀伤效果。结果:成功制备Photosan脂质立方液晶纳米粒,该纳米粒对人肝L-02细胞和人肝癌Hep G2细胞均没有暗毒性,其介导的PDT对人肝L-02细胞增殖有一定抑制作用[细胞抑制率为(32.9±1.19)%],而对肝癌Hep G2细胞增殖具有更显著的抑制作用[细胞抑制率为(77.9±2.06)%];Photosan立方液晶介导的光动力作用对人正常肝细胞的增殖抑制作用低于Photosan,但对肝癌细胞的增殖抑制作用高于Photosan。结论:Photosan脂质立方液晶纳米粒对人正常肝细胞安全性较好,对肝癌细胞的光动力杀伤效应明显优于Photosan,为光动力治疗癌症提供了创新性方法。