腫瘤微環(huán)境響應性納米載體用于藥物和基因輸送的研究.pdf

1、腫瘤是人類最大的殺手，現(xiàn)在迫切需要治療癌癥的方法。目前只有手術、放療、化療三種方法用于臨床治療，而這些方法存在很多弊端，因此，需要研究新的治療方法。研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤是一種基因病，可通過修復異常基因完全治愈腫瘤，即導入正常的外源基因替換或修復異常基因來治療腫瘤。雖然理論上這種方法能完全治愈癌癥，但單獨的基因片段不能直接用于體內，因為體內存在的酶會降解基因，從而需要有一種物質來保護基因片段。研究發(fā)現(xiàn)高分子聚合物可以作為納米載體對基因起到保護作

2、用，并且可以運輸基因到病灶地位，使癌癥得到治療?？拱┧幬镆材苡行е委熌[瘤，直接給藥會產生許多副作用，而且長期給藥往往使腫瘤細胞產生耐藥性，這些問題可以通過高分子納米載體來改善或避免。
　　作為基因和藥物傳輸體系的納米載體，對基因與藥物能起到保護與傳遞作用，但納米載體在細胞中傳輸時，存在許多問題需要解決。本論文基于腫瘤內的微環(huán)境設計活性氧（ROS）、酶及pH響應性的納米載體，解決了藥物和基因在體內的釋放、靶向與耐藥性問題。具體內容包

3、括：
　?。?）利用腫瘤細胞中超表達的ROS，設計ROS響應性的聚丙烯硫醚-聚乙烯亞胺-聚乙二醇（PPS-PEI-PEG）聚合物膠束，用于負載DOX和DNA，通過腫瘤部位高的ROS促進DOX的釋放，同時聚合物通過質子海綿作用逃離溶酶體，釋放DNA。分別通過UV-Vis和凝膠電泳實驗檢測DOX和DNA在聚合物膠束上的負載，其負載DOX的為7.4％，在N/P為3/1時DNA與聚合物膠束很好的結合。細胞毒性實驗證明聚合物沒有太大毒性，外

4、加H2O2，大大增加了負載D OX的聚合物的細胞毒性，同時UV-Vis結果顯示，DOX的釋放量與外加H2O2的濃度成正相關關系。共聚焦顯微鏡顯示DOX和DNA能被細胞攝入，且H2O2響應下，DOX在細胞核分布越高。因而PPS-PEI-PEG在基因和藥物的傳遞載體上具有一定的應用潛在性。
　?。?）利用腫瘤細胞中超表達的ROS和基質金屬蛋白酶（MMP-2）設計生物雙響應的聚丙烯硫醚-聚乙烯亞胺-多肽-肝素（PPS-PEI-Pepti

5、de-HP）聚合物膠束用于負載DOX和DNA，通過ROS和MMP-2響應分別促進DOX和DNA的釋放。PPS是活性氧響應的聚合物，在水相中是疏水性的。但在氧化條件下發(fā)生相變，從疏水轉變成親水，DOX從而釋放。此外，在MMP-2存在下包含GPVGLIGL序列的肽被裂解，脫落的HP和PEI電荷競爭導致DNA釋放。而且生物雙響應的納米粒子能被MMP-2或ROS超表達的腫瘤細胞優(yōu)先攝入，使從PPS-PEI-Peptide-HP上釋放的DOX和D

6、NA聚集在腫瘤靶向位置。雙響應的PPS-PEI-Pe ptide-HP納米膠束可通過其獨特的相變和酶裂解行為，能控制藥物和基因釋放。
　?。?）利用腫瘤內低pH值的特殊環(huán)境，構建pH響應性的納米載體，其中包含pH響應性電荷翻轉的殼聚糖-烏頭酸酐（CS-Aco）、生物相容性的聚乙二醇（PEG）和低分子量的聚乙烯亞胺（PEI）的層狀氧化石墨烯（GO）納米復合物，作為新型傳遞系統(tǒng),在細胞內可進行pH響應的DOX和短發(fā)卡RNA（shRNA

7、）的控制釋放，并顯現(xiàn)出協(xié)同治療效果。GO-PEI-PEG/DOX/CS-Aco/PEI/shRNA復合物表現(xiàn)出很好的shRNA和藥物的裝載能力，在生理pH條件下具有較好的穩(wěn)定性。在酸性環(huán)境中負電荷的CS-Aco會水解轉變成帶正電的殼聚糖，引起納米粒子屏蔽層的松散和解裂。解離的組裝體GO-PEI-PEG/DOX和殼聚糖會被溶酶體有效地捕獲，促進DOX和PEI/DNA到達細胞質，因shRNA和PEI的弱靜電相互作用，shRNA被快速釋放。與