鹽酸洛拉曲克殼聚糖納米粒的制備及其抗腫瘤活性的檢測.pdf

1、背景:
　　 惡性腫瘤在發(fā)達國家是引起死亡的主要因為,在發(fā)展中國家為引起死亡的第二大因為。在發(fā)展中國家由于人口的日益增長、人口老齡化及吸煙、運動量減少、飲食西方化等與癌癥相關(guān)的生活方式的日益普遍,導致腫瘤發(fā)病率不斷增長。2011年國際癌癥研究機構(gòu)GLOBOCAN發(fā)表的一項研究報告表明,2008年新發(fā)癌癥病例達1270萬,因癌癥而死亡的人數(shù)達到760萬,全世界癌癥死亡人數(shù)預計將繼續(xù)上升,到2030年將超過1100萬。在惡性腫瘤治療

2、中,化學治療是當今臨床治療腫瘤的重要手段之一,它可以降低術(shù)前的腫瘤負荷、及早控制遠處轉(zhuǎn)移灶、降低腫瘤分期,使手術(shù)切除成為可能,降低術(shù)后腫瘤的復發(fā)和轉(zhuǎn)移,延長晚期腫瘤患者的生存期和提高患者的生活質(zhì)量,在腫瘤治療中發(fā)揮著不可替代的作用。但傳統(tǒng)的抗腫瘤藥物通過體內(nèi)給藥,經(jīng)過分布、代謝、排泄等過程后,只有少量的藥物到達靶器官、靶組織和靶細胞。因此,提高腫瘤部位藥物的濃度就必須增加給藥劑量,相應(yīng)也增大了藥物的毒副作用。同時化療藥物對正常細胞和腫瘤

3、細胞缺乏選擇性,在殺死腫瘤細胞的同時也對正常組織和細胞產(chǎn)生毒副作用。從而引起嚴重的不良反應(yīng)及化療反應(yīng)率低,限制了其臨床應(yīng)用。因此,越來越多的研究工作者利用納米粒在腫瘤部位的增強滲透和滯留(enhanced pemeability and retention,EPR)效應(yīng),以納米粒為載體提高化療藥物的抗腫瘤作用。
　　 納米粒子也叫超微顆粒,是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區(qū)域,從通常的關(guān)于微觀和宏觀的觀點看,這樣的系統(tǒng)既非典型的

4、微觀系統(tǒng)亦非典型的宏觀系統(tǒng),是一種典型的介觀系統(tǒng),它具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng),因而顯示出若干奇異的特性,諸如低熔點、高比熱容、高膨脹系數(shù)、高反應(yīng)活性、高擴散率、高強度、高韌性、表面反應(yīng)活性高、表面活性中心多、催化效率高、吸附能力強等。納米技術(shù)在對疾病的影像學診斷、免疫學診斷、生物傳感器診斷以及生物芯片診斷等方面迅速發(fā)展,使患者得到更為及時和準確的診斷。在治療方面,利用納米粒子作為新的藥物傳遞和控釋的載體,是由于其比血紅

5、細胞還小許多,可在血液中自由運行,具有穿過靶組織內(nèi)皮細胞的能力,進入細胞內(nèi),將所包含的藥物在細胞和/或亞細胞水平釋放,大大提高藥物療效。還可提高難溶性藥物的溶解性,增加藥物與胃腸道液體有效接觸面積,有利于提高藥物利用率,提高療效。此外,納米?？梢园?、濃縮、保護核苷酸,使其免遭核酸酶的降解,可以作為基因轉(zhuǎn)移載體,將DNA和RNA等基因治療分子包裹在納米顆粒之中或吸附在其表面,或在納米粒表面耦聯(lián)特異性的靶向分子,如特異性配體、單克隆抗體等

6、,通過靶向分子與細胞表面特異性受體結(jié)合,進入細胞內(nèi)從而實現(xiàn)安全有效的靶向性基因治療。因而納米載藥體系在醫(yī)學領(lǐng)域,特別是在腫瘤的治療方面得到了廣泛的研究及應(yīng)用。
　　 殼聚糖(Chitosan,CS),是一種廣泛存在于自然界的聚陽離子多糖衍生物。又稱可溶性甲殼質(zhì)、甲殼胺、幾丁聚糖等,是N-乙酰-D-葡糖胺和D-糖胺的共聚物,由甲殼素堿化脫乙酰基所得,其結(jié)構(gòu)類似于纖維素。殼聚糖含有游離氨基,呈弱堿性,不溶于水和有機溶劑,但溶于酸性溶

7、液。殼聚糖在酸性溶液中其氨基基團發(fā)生質(zhì)子化,帶有大量正電荷,可與帶負電荷的聚合物、大分子甚至一些聚陰離子相互作用,由此發(fā)生的溶膠.凝膠轉(zhuǎn)變過程則可方便地用于載藥納米粒的制備。在藥物載體研究中,殼聚糖因其具有良好的組織相容性、生物可降解性及無毒性而備受關(guān)注。由殼聚糖形成的載藥納米粒不僅提高了疏水性藥物的溶解度、控制藥物釋放、延長藥物療效、降低藥物毒副作用,還可以大大加強制劑的腫瘤靶向給藥能力。因此,利用殼聚糖納米粒作為高血壓藥物、化療藥物

8、、胰島素、疫苗、抗生素等藥物的緩釋、控釋載體得到了廣泛研究。
　　 鹽酸洛拉曲克(nolatrexed dihydrochloride,NLTX)是非經(jīng)典型結(jié)構(gòu)葉酸類胸苷酸合成酶(TS)抑制劑,通過干擾DNA合成阻止細胞分裂增殖而發(fā)揮抗腫瘤作用。臨床實驗已證實其對頭頸癌、結(jié)直腸癌及非小細胞肺癌等多種實體瘤有較好臨床療效。但其在細胞內(nèi)的半衰期短(僅173分鐘),需持續(xù)靜脈給藥維持穩(wěn)定血藥濃度,但同時引起正常組織的不良反應(yīng),包括皮疹

9、、黏膜炎、中性粒細胞減少和血小板減少等,這種劑量限制性毒性影響其臨床應(yīng)用。
　　 本研究我們選用殼聚糖(CS)作為原材料,采用陰離子凝聚法制備出包裹有鹽酸洛拉曲克的載藥納米粒,優(yōu)化實驗條件,制備較為理想的殼聚糖納米粒,考察其理化特性,通過體外細胞毒試驗和體內(nèi)抑瘤試驗,探討其對腫瘤細胞增殖的抑制作用,以期為臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。
　　 目的:
　　 1.優(yōu)化實驗條件,制備較為理想的殼聚糖納米粒(CS NPs),并負

10、載鹽酸洛拉曲克(NLTX),檢測其表征。
　　 2.研究不同實驗條件對鹽酸洛拉曲克殼聚糖納米粒的體外釋藥性能、載藥量及包封率的影響。
　　 3.觀察鹽酸洛拉曲克殼聚糖納米粒在體外對鼻咽癌細胞的增殖抑制作用,證明殼聚糖載藥納米粒與游離藥物同樣具有抗腫瘤效應(yīng),進一步證明殼聚糖納米粒能夠給對藥物起到緩釋作用,可以彌補鹽酸洛拉曲克半衰期較短的缺點。
　　 4.對移植瘤小鼠進行體內(nèi)抑瘤試驗,證明鹽酸洛拉曲克殼聚糖納米粒較游

11、離洛拉曲克具有更好的體內(nèi)抑瘤作用,可以成為鹽酸洛拉曲克的理想藥物載體。
　　 方法:
　　 1.應(yīng)用殼聚糖上帶正電的氨基與TPP的陰離子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成殼聚糖納米粒(CS NPs),反應(yīng)過程中同時將鹽酸洛拉曲克(NLTX)包裹其中而制成載藥納米粒(NLTX-CS NPs),透射電鏡觀察納米粒的形態(tài)特征,激光粒度分析儀測定粒徑大小及分布,紫外分光光度法測定納米粒的載藥量及包封率,在磷酸鹽緩沖液(PBS,pH7.4)中運用動

12、態(tài)透析法考察載藥納米粒的體外釋放特性。
　　 2.體外培養(yǎng)CNE-1鼻咽癌細胞,通過MTT法測定和研究不同濃度的載藥納米粒、空白納米粒和游離藥物與腫瘤細胞共培養(yǎng)24h、48h、72h后對細胞的增殖抑制率,并推算當細胞生長抑制率為50％時的所需藥物濃度,即IC50值。
　　 3.制備4T1乳腺癌移植瘤小鼠,隨機分為載藥納米粒、游離藥物和生理鹽水三組,采用尾靜脈注射方法給藥,給藥后每三天測量小鼠腫瘤長徑及短徑,第15天處死小

13、鼠,剝離瘤體,計算腫瘤體積(V=Dmax×Dmin2/2),并計算各組抑瘤率。
　　 4.采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件處理數(shù)據(jù),所有數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差((x)±s)表示,鹽酸洛拉曲克的濃度與吸光度之間的關(guān)系采用曲線擬合分析；體外細胞增殖抑制實驗采用析因設(shè)計資料的方差分析,組間比較采用單向方差分析(one-way ANOVA)；體內(nèi)抑瘤實驗的組間比較采用單向方差分析,經(jīng)Levene方差齊性檢驗后,組間多重比較采用采用LSD法或Du

14、nnett's法；游離藥物組與載藥納米粒組抑瘤率的比較采用Independent Samples t test,以P<0.05表示差異具有顯著性。
　　 結(jié)果:
　　 1.制備鹽酸洛拉曲克殼聚糖納米粒的最佳條件為:殼聚糖溶液pH為5.1,CTS/TPP質(zhì)量比為6:1,CTS/NLTX質(zhì)量比為6:1。制備的載藥納米粒呈類圓形,分散性良好,平均粒徑232nm,多分散系數(shù)(PDI)為0.37,Zeta電位24.4mv,載藥率為

15、(19.38±0.52)％,包封率為(63.93±0.74)％,7d內(nèi)累積釋藥量達到(68.38±3.90)％。
　　 2.載藥殼聚糖納米粒在體外對CNE-1鼻咽癌細胞株的增殖抑制作用具有濃度和時間依賴性,隨藥物濃度的增大和作用時間的延長,抑制率逐漸提高；藥物作用72h,游離藥物組與載藥納米粒組的IC50值無顯著性差異(P=0.506)。而空白納米粒僅在高濃度時對細胞生長有一定的抑制作用。
　　 3.第15天生理鹽水對照

16、組的腫瘤體積顯著高于載藥納米粒組、游離藥物組(P=0.000)；載藥納米粒組的抑瘤率為41.63％,與游離藥物組比較,顯著提高了藥物的抗腫瘤作用(P=0.001)。
　　 結(jié)論:
　　 1.采用陰離子凝聚法制備的鹽酸洛拉曲克殼聚糖納米粒制備工藝簡單,形狀規(guī)則、粒度分布均勻、具有較高包封率和較好緩釋性能。
　　 2.鹽酸洛拉曲克殼聚糖納米粒在體內(nèi)外均顯示了長效抗腫瘤作用,殼聚糖納米粒劑型有望成為鹽酸洛拉曲克的理想載