功能化納米鉆石藥物體系的構建及其在腫瘤診療中的研究.pdf

1、由于人們不健康的生活習慣和惡劣環(huán)境影響，癌癥發(fā)病率逐年攀升，已經成為人類的“死亡之神”。當前癌癥治療主要依賴于化療手段，但由于化療藥物均缺乏特異識別和選擇性，易對人體引起較大毒副作用，嚴重影響患者生活質量，限制了其在臨床上的廣泛應用。納米技術出現(xiàn)為早日攻克癌癥提供了新的視野，通過功能化修飾納米材料，以物理或化學作用力負載抗腫瘤藥物，利用腫瘤組織和正常組織特性，將藥物靶向遞送至病變灶位，可實現(xiàn)對腫瘤的精準診斷和高效治療。納米鉆石由于具有高

2、生物相容性，表面易于修飾等特點，已被廣泛用于基因和藥物輸送載體。但目前仍存在的弊端有載藥量低、靶向性較差和治療效率較低等。
　　針對上述問題，本論文以聚乙二醇化納米鉆石(ND-PEG)為載體，分別構建了高負載和pH響應納米鉆石藥物體系、溶菌酶響應納米鉆石藥物體系以及葉酸介導的酸敏感靶向納米鉆石藥物體系。以肝癌、乳腺癌和宮頸癌細胞為體外模型，采用激光共聚焦顯微鏡、流式細胞術等研究了納米藥物體系釋藥、入胞機制、抑制腫瘤等特性。以肝癌或

3、宮頸癌細胞構建荷瘤裸鼠為體內模型，研究了納米鉆石藥物體系體內分布、抑瘤效應和毒副作用等。主要研究內容如下:
　　1.在檸檬酸根(Cit3-)介質中，獲得高負載化療藥物阿霉素(DOX)并對pH響應的納米鉆石藥物體系(ND-PEG/DOX，NPDC)。發(fā)現(xiàn)其負載藥物量高達170±1.26μg/mg，是去離子水中吸附量的5.8倍。體外釋藥表明，在pH7.4條件下，經過50h后，累積釋藥率僅為7％，而在pH5.0條件下，累積釋藥率顯著增加

4、到了80％，暗示該體系可提高抗腫瘤療效和降低對正常組織毒副作用。細胞攝取表明相對游離藥物DOX，NPDC可提高腫瘤細胞攝取量，細胞毒性測試表明NPDC能有效抑制腫瘤細胞增殖，且殺傷力強于游離DOX。此外，活體成像展示了NPDC可以通過EPR效應靶向到腫瘤部位，藥物體系在腫瘤部位的累積是其它重要臟器的2倍多。重要的是，NPDC可以有效抑制腫瘤生長且抑制率為DOX的3.3倍，器官指數(shù)、血清生化指標和組織切片病理學分析表明NPDC具有低毒性。

5、
　　2.當前納米鉆石藥物體系主要基于物理作用力連接，但由于物理作用力會受各種因素影響，納米載藥體系進入體內后會造成藥物過早釋放。因此，為提高藥物體系的穩(wěn)定性，以縮水甘油(GLY)為橋梁，將DOX以酯鍵偶聯(lián)于ND-PEG上獲得溶菌酶響應納米鉆石藥物體系(ND-PEG-GLY-DOX，NPGD)。實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)NPGD在模擬的血液循環(huán)環(huán)境(pH7.4)中酯鍵難以水解（即使經過110h，釋藥率僅為8％），導致藥物基本不釋放，不會產生熒光信號

6、(turn off)。但在模擬的細胞內環(huán)境(pH4.5和溶菌酶)，釋藥速率快且達到70％。通過激光共聚焦和流式細胞術表明其可通過小窩蛋白介導機制內吞進腫瘤細胞，位于溶酶體，利用過表達溶菌酶使其酯鍵發(fā)生斷裂，釋放出GLY-DOX，產生熒光信號(turn on)，繼而進入核內殺死腫瘤細胞，實現(xiàn)腫瘤診療一體化。有趣的是，體內實驗表明NPGD可有效抑制腫瘤生長，療效強于游離DOX。通過血清生化指標和組織切片病理分析，展示了NPGD相對游離DOX

7、降低了毒副作用。
　　3.目前，臨床上應用的傳統(tǒng)抗腫瘤藥物靶向性較差，因此亟需研發(fā)一種靶向性強、療效高和低毒副的靶向納米藥物體系。利用腫瘤組織和正常組織的差異，結合酸敏感的腙鍵和具有主動靶向特性的葉酸，合成出了葉酸介導的共價偶聯(lián)pH響應靶向納米鉆石藥物體系(ND-PEG-HYD-FA/-DOX，NPHF/D)。體外釋藥發(fā)現(xiàn)NPHF/D在生理環(huán)境(pH7.4)幾乎不釋放藥物，而在腫瘤細胞內核內體環(huán)境(pH5.0)腙鍵水解斷裂，實現(xiàn)了

8、熒光的開-關傳感。體外細胞實驗結果表明，NPHF/D通過小窩蛋白和網格蛋白雙途徑決定、葉酸受體介導方式內吞進細胞，且內吞量與細胞表面葉酸受體表達量有關。MTT測試和細胞凋亡表明葉酸靶向納米鉆石藥物體系對腫瘤細胞殺傷力大于非靶向納米鉆石藥物體系和游離藥物的殺傷力。吸引入的是，體內實驗發(fā)現(xiàn)NPHF/D通過被動靶向和葉酸受體主動靶向雙重作用靶向到腫瘤細胞，從而顯著提高抗腫瘤效應，抑制率達到了87％，是游離藥物DOX(16％)的5.4倍，同時切