高分子納米材料作為核酸和藥物載體用于腫瘤治療的研究.pdf

1、高分子納米材料作為藥物/基因協(xié)同靶向給藥系統(tǒng)是腫瘤治療中是一種新的藥物輸送方式。通過引入功能基團(tuán)提高高分子納米材料的組織和細(xì)胞的靶向性，有效控制藥物的釋放，提高藥物的生物利用度、增加安全性和治療效果是腫瘤治療的有效方法之一。陽離子聚合物由于其表面的正電荷，能有效與細(xì)胞膜相互作用，并且由于其表面易于修飾，可以攜帶基因/藥物特異性在細(xì)胞和組織中高效表達(dá)而受到極大的專注。本論文用β-環(huán)糊精(β-CyD)偶聯(lián)低分子量的聚乙烯亞胺(PEI600)

2、制備了陽離子聚合物PEI-CyD(PC)，探討了陽離子聚合物攜帶基因進(jìn)入細(xì)胞的途徑及在細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)制，考察了靶向短肽修飾的陽離子聚合物攜載microRNA在胰腺腫瘤治療中的療效，評(píng)估了陽離子聚合物PC在化療藥物與小干擾RNA協(xié)同輸送及減毒沙門氏菌介導(dǎo)的腫瘤免疫治療中的積極作用。
　　 本論文研究的主要內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　 第一部分陽離子聚合物PC與質(zhì)粒DNA形成的納米顆粒通過表面的正電荷與細(xì)胞膜表面帶負(fù)電的聚糖蛋白相

3、互作用，在細(xì)胞膜表面集中，通過能量依賴的細(xì)胞吞噬途徑進(jìn)入細(xì)胞。PC攜載基因進(jìn)入細(xì)胞的途徑主要是Clathrin-和Caveolae-依賴的細(xì)胞途徑，兩種途徑形成的吞噬體匯聚到溶酶體中，由于PEI具有“質(zhì)子海綿效應(yīng)”導(dǎo)致溶酶體破裂，釋放出質(zhì)粒DNA。利用溶酶體抑制劑氯喹作用于溶酶體，發(fā)現(xiàn)溶酶體逃逸并不是影響PC基因轉(zhuǎn)染的主要原因，細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)是PC介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)染的限制因素。通過共價(jià)和混合方式在聚陽離子材料PC上引入細(xì)胞核定位肽NLS，能有效

4、提高分裂期和非分裂期細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)染效率。
　　 第二部分在聚陽離子材料PC上引入具有腫瘤細(xì)胞靶向和組織滲透性的短肽，與功能性micro-34a形成靶向納米顆粒，并研究了其體內(nèi)外生物學(xué)性質(zhì)及功能。CC9修飾的多功能納米載體材料在體內(nèi)外均表現(xiàn)出良好的腫瘤靶向功能，其攜帶miR-34a能有效提高PANC-1細(xì)胞和腫瘤組織中miR-34a的表達(dá)水平，并顯著地抑制細(xì)胞周期和細(xì)胞遷移，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。其改變細(xì)胞功能的分子機(jī)制主要是影響了PAN

5、C-1細(xì)胞中與細(xì)胞周期和細(xì)胞凋亡相關(guān)基因表達(dá)，如E2F3，Cyclin-D1，Bcl-2和C-Myc。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，靶向多功能納米載體材料攜miR-34a能明顯抑制胰腺腫瘤模型的生長并誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡。
　　 第三部分將PC作為主體，金剛烷偶合紫杉醇(Ada-PTX)作為客體，主客體自組裝形成超分子聚合物，協(xié)同運(yùn)載化療藥物紫杉醇和survivin shRNA。超分子納米聚合物理化性質(zhì)表明PC/Ada-PTX能有效結(jié)合DNA

6、，形成粒徑在200nm左右的球形結(jié)構(gòu)，表面正電荷有利于與細(xì)胞膜表面相互作用。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明PC/Ada-PTX/shRNA能攜帶藥物和siRNA同時(shí)進(jìn)入SKOV-3細(xì)胞中，并有效抑制survivin和Bcl-2基因的表達(dá)，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。體內(nèi)卵巢癌治療結(jié)果顯示協(xié)同運(yùn)輸紫杉醇和shRNA相對于單獨(dú)使用紫杉醇或者shRNA對腫瘤治療具有明顯的增敏效果。
　　 第四部分探討陽離子復(fù)合物PC/pDNA包被減毒沙門氏菌，形成一種新型的

7、腫瘤免疫治療的口服疫苗的可能性，研究了其在體外免疫細(xì)胞中的吞噬及轉(zhuǎn)運(yùn)途徑并對體內(nèi)小鼠免疫原性進(jìn)行評(píng)價(jià)。低劑量的陽離子聚合物包被減毒沙門氏菌對細(xì)胞活力影響較小，陽離子聚合物/沙門氏菌為2.5μg/1×106作為體外細(xì)胞學(xué)及體內(nèi)的用量。陽離子聚合物包被的減毒沙門氏菌在免疫細(xì)胞小鼠單核巨噬細(xì)胞RAw264.7和小鼠腹腔巨噬細(xì)胞中的能夠通過多種途徑進(jìn)入溶酶體，并從溶酶體中逃逸，提高外源蛋白的表達(dá)。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，與單獨(dú)的減毒沙門氏菌和陽離子復(fù)