針對癌症治療的雙模式擔載Doxorubicin奈米粒子與奈米材料的特性及生物效應探討

大腸癌是台灣最常見的癌症之一，也是全球第三大癌症。Doxorubicin是一種DNA損傷劑，但單獨使用於大腸癌時效果有限。由於現有藥物的限制，以現有的藥物為基礎開發奈米藥物，改善其治療效果，以蔚為趨勢。為了改善Doxorubicin的抗癌效果，我們設計了一種由石墨烯量子點和聚合物組成的奈米載體並命名為PQuDOX，這種奈米載體的合成過程簡單且對環境友好。
我們分別測量PQuDOX的奈米粒徑、界面電位、螢光光譜、紅外線光譜和紫外光-可見光光譜等特性的表徵，並利用穿透式電子顯微鏡觀察PQuDOX的形狀。這些球形奈米粒子的光譜證明了該化合物的成功合成。我們還通過細胞存活率分析、流式細胞儀分析和西方墨點法等功能性測試來評估該奈米藥物的抗癌效果，並且使用人類正常細胞系和螢光斑馬魚進行了安全性評估。細胞存活率分析顯示，與相等濃度的游離Doxorubicin相比，PQuDOX在HCT116細胞和DLD1細胞（人類大腸癌細胞系）中具有更優異的細胞毒性效果，並且比起游離Doxorubicin治療組有更強的凋亡訊號。此外，奈米載體對293T細胞（人類正常細胞系）的細胞活力或斑馬魚的孵化率、存活率和形態均無影響。隨後，我們進行小鼠移植瘤實驗以驗證奈米藥物的抗腫瘤能力，並發現PQuDOX治療相比於Doxorubicin治療組具有較好的抗癌作用。
為了探討奈米材料的安全性，我們選擇了四種常用的奈米材料：胺基化石墨烯量子點、羧化石墨烯量子點、奈米金和UiO66。對293T細胞進行這些奈米材料的細胞存活率分析後，我們發現它們之間的結果幾乎沒有顯著差異。不僅如此，我們也分析了這些奈米材料引起的細胞週期變化，並將這些奈米材料孵孕過的細胞做基因定序分析。我們發現不同官能基的石墨烯量子點對於基因表達會產生不同的調控，且在這四種奈米材料中UiO66對細胞基因表達的影響與對照組相比調控最多途徑，或許與其細胞存活率較低有關。