生物降解聚酯作為抗癌藥物和基因載體的研究.pdf

1、癌癥嚴重威脅著人類的健康，作為目前癌癥主要治療手段之一的化療由于效果有限、毒副作用大、病人承受的痛苦多，治療效果往往難以令人滿意?；蛑委熥鳛樾屡d的醫(yī)學治療手段被認為是21世紀改善人類健康的一個重要途徑，眾多的研究證明人類多種疾病都與基因的結構或功能改變密切相關。而成功的實行化療和基因治療很大程度上取決于發(fā)展一種適合的輸運載體，使其不僅能夠特異性地和有效地輸送藥物和基因到靶細胞，同時具有較低的毒副作用。運用納米微球作為藥物和基因載體不僅

2、能夠提高藥物的溶解度和穩(wěn)定性，增加其藥理學治療效果，還能夠增強基因的轉染效率。我們基于脂肪酶（CALB）催化反應機理設計、合成了一系列可降解的聚酯高分子材料，并結合納米制備技術構建了幾種不同的藥物和基因納米輸運系統(tǒng)，改善了藥物和基因的治療水平。本論文的研究內容包括以下三個方面：
　　 （1）證明了一種新的疏水性聚合物納米微球可通過靜脈給藥途徑有效地輸送抗癌藥喜樹堿（Camptothecin, CPT）。該研究包括：利用CALB為

3、催化劑，通過酶催化反應合成了不同ω-十五環(huán)內酯（PDL）成分比的聚（ω-十五環(huán)內酯-丁二酸二乙酯-丁二醇）（PPBS）共聚物，并采用該種可降解聚合物為載體，通過單層乳液-溶劑揮發(fā)技術成功制備了粒徑100-300納米且單分散性好的CPT納米微球。該方法制備的CPT/PPBS納米微球具有較高的載藥量（12-22％）和包封率（～96％），表面Zeta電位約為-10mV，且空白納米微球對細胞基本無毒性。通過對CPT的包裹，有效提高了CPT在生理

4、條件下的穩(wěn)定性。體外釋放試驗表明PPBS納米微球可實現(xiàn)對CPT長達40天的緩慢控制釋放。更重要的是，與游離藥物相比，CPT納米微球具有增強細胞攝取，提高體外細胞毒性，增加藥物在小鼠體內的循環(huán)時間以及增強體內抗腫瘤性等優(yōu)點。這些結果表明PPBS納米微球控釋系統(tǒng)有望成為一種長效的化療藥物輸運系統(tǒng)。
　　 （2）構建了一種以poly(PDL-co-DO)為載體，包載柔紅霉素和siRNA的納米微球控釋系統(tǒng)。首先，小鼠體內植入試驗證實該聚

5、合物具有較好的生物相容性；其次，成功制備了平均粒徑在200納米左右的poly(PDL-co-DO)納米微球，其降解速度可根據PDL：DO比例來調控，其中poly(PDL-co-42％DO)納米微球在70天內平均每天分子量大約下降0.84％；更進一步，采用poly(PDL-co-DO)為載體制備的DNR納米微球的載藥量較高，且釋放速率可控；為進一步研究該聚合物作為核酸的傳遞載體，采用poly(PDL-co-42％DO)為載體，與雙層乳液-

6、溶劑揮發(fā)技術相結合，通過優(yōu)化制備工藝（加入亞精氨為siRNA分子締合物），制備了包封率較高的siRNA納米微球，體外細胞基因沉默試驗表明其具有增強siRNA基因沉默的功能。該實驗為下一步開發(fā)基因載體材料提供了理論指導。
　　 （3）針對基因載體的特點，通過引入氨基取代單體，采用酶催化聚合反應合成了一系列的可降解氨基聚酯材料，研究了其作為基因載體的轉染效率，并探討了聚合物結構與基因轉染效率的關系。具體來說，成功地將C4-C12的二

7、酯以及不同氨基取代基的二乙醇胺（如：甲基、乙基、n-丁基、t-丁基、苯基）引入到聚酯分子鏈中。通過酸性條件下叔氨可質子化這一特點，使得該類陽離子聚合物可通過靜電力締合帶負電的DNA分子形成聚合物/DNA納米復合體。采用Luciferase和GFP報告基因為模型的體外細胞基因轉染試驗證明，PMSC、PESC以及PDL-PMSC聚合物的基因轉染效率比Lipofectamine 2000更高，而且細胞毒性非常小。研究表明聚合物/DNA復合體粒