基于過氧化氫的功能納米材料的設(shè)計合成與抗腫瘤研究
發(fā)布時間:2021-06-22 07:23
納米科技的發(fā)展為治療惡性腫瘤提供了新的機(jī)遇。納米材料以其巨大的比表面積、豐富的物理化學(xué)性質(zhì)、易于表面修飾與改性等特點,在抗癌藥物的負(fù)載運輸以及納米前藥的設(shè)計合成等方面具有天然的優(yōu)勢。許多納米材料不僅具有較好的生物相容性,還能顯著降低化療過程中的藥物毒副作用。H2O2作為一種強(qiáng)效的誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的化學(xué)藥物,其在腫瘤治療領(lǐng)域具有極大的發(fā)展前景;然而,H2O2相對較差的化學(xué)穩(wěn)定性制約了它的臨床應(yīng)用。通過納米技術(shù)將H2O2納米化,轉(zhuǎn)變成更加穩(wěn)定的納米顆粒,同時保留其活性組分,并實現(xiàn)H202在特定部位的可控釋放,這種策略將為H2O2分子在腫瘤治療領(lǐng)域的發(fā)展和臨床轉(zhuǎn)化迎來新的活力。本論文以H2O2為研究對象,設(shè)計合成了多種基于H2O2的新型功能納米材料,系統(tǒng)研究了它們的抗腫瘤性能,并以提高腫瘤治療效率為目標(biāo),對基于H2O2的納米材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和功能改進(jìn)。主要研究內(nèi)容如下:(1)基于腫瘤微環(huán)境響應(yīng)的過氧化氫發(fā)生器用于腫瘤治療。通過前期實驗探索研究,成功篩選出一類能夠穩(wěn)定負(fù)載H2O2的納米載體材料:層狀雙金屬氫氧化物(LDH)。這類納米載體材料通過強(qiáng)烈的化學(xué)配位作用而非物理靜電吸附作用,實現(xiàn)了 H20...
【文章來源】:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所)上海市
【文章頁數(shù)】:147 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1腫瘤微環(huán)境中的主要成分及其特點
望發(fā)現(xiàn)在體外檢測和藥物開發(fā)中可靠的代謝靶點[45]。??在腫瘤細(xì)胞代謝過程中,細(xì)胞內(nèi)氧化還原狀態(tài)的變化對細(xì)胞信號傳導(dǎo)和細(xì)胞??死亡調(diào)控起到關(guān)鍵的作用(圖1.2b);钚匝酰ǎ颍澹幔悖簦椋觯?oxygen?species,ROS)??作為一類自由基,包括單線態(tài)氧,超氧陰離子,過氧化氫(H202)和羥基自由基??(?0H)等,它們是在所有細(xì)胞正常代謝過程中引起氧化還原狀態(tài)變化的一類副??產(chǎn)物[49]。根據(jù)它們性質(zhì)和濃度的不同,會對下游的代謝信號通路產(chǎn)生相應(yīng)的影響。??對腫瘤細(xì)胞增殖而言,ROS產(chǎn)生的影響自相矛盾。一方面,ROS通過激活轉(zhuǎn)錄??因子或抑制腫瘤抑癌基因,使正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞[50]。另一方面,ROS水平??升高又會通過刺激促凋亡信號來抑制癌癥發(fā)展,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡[51]。事實上,??由于腫瘤細(xì)胞快速增殖的特性,其細(xì)胞內(nèi)能量代謝和蛋白翻譯組裝速度異常加??快
確評估H202的含量仍然具有極大的挑戰(zhàn)性[63_66]。??H202在細(xì)胞內(nèi)主要來源于氧分子的單電子還原,形成超氧陰離子;再經(jīng)超??氧化物歧化酶催化生成H2〇2?(圖1.3)。這一過程也伴隨有不需酶參與的自發(fā)歧??化反應(yīng)[67]。在幾種超氧化物歧化酶中,NADPH?(煙酰胺腺嘌呤磷酸二核苷酸的??還原形式)氧化酶作用最為顯著,它主要在活化的單核細(xì)胞或巨噬細(xì)胞中產(chǎn)生,??由生長因子和細(xì)胞因子調(diào)控發(fā)揮作用,以催化產(chǎn)生H202并引發(fā)氧化爆發(fā)用于抗??菌防御。此外,其它細(xì)胞也能受激產(chǎn)生NADPH氧化酶,進(jìn)而生成H2〇2用于信??號傳導(dǎo)。H202的另一源頭來自于線粒體呼吸鏈中的超氧化物自由基,它由細(xì)胞??色素bcl復(fù)合物(復(fù)合物III)或者復(fù)合物I介導(dǎo)產(chǎn)生[%。此外,H2〇2還能通過??其它酶源直接催化產(chǎn)生,這些氧化酶在特定的細(xì)胞類型或特定亞細(xì)胞器中起作??用
本文編號:3242410
【文章來源】:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所)上海市
【文章頁數(shù)】:147 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1腫瘤微環(huán)境中的主要成分及其特點
望發(fā)現(xiàn)在體外檢測和藥物開發(fā)中可靠的代謝靶點[45]。??在腫瘤細(xì)胞代謝過程中,細(xì)胞內(nèi)氧化還原狀態(tài)的變化對細(xì)胞信號傳導(dǎo)和細(xì)胞??死亡調(diào)控起到關(guān)鍵的作用(圖1.2b);钚匝酰ǎ颍澹幔悖簦椋觯?oxygen?species,ROS)??作為一類自由基,包括單線態(tài)氧,超氧陰離子,過氧化氫(H202)和羥基自由基??(?0H)等,它們是在所有細(xì)胞正常代謝過程中引起氧化還原狀態(tài)變化的一類副??產(chǎn)物[49]。根據(jù)它們性質(zhì)和濃度的不同,會對下游的代謝信號通路產(chǎn)生相應(yīng)的影響。??對腫瘤細(xì)胞增殖而言,ROS產(chǎn)生的影響自相矛盾。一方面,ROS通過激活轉(zhuǎn)錄??因子或抑制腫瘤抑癌基因,使正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞[50]。另一方面,ROS水平??升高又會通過刺激促凋亡信號來抑制癌癥發(fā)展,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡[51]。事實上,??由于腫瘤細(xì)胞快速增殖的特性,其細(xì)胞內(nèi)能量代謝和蛋白翻譯組裝速度異常加??快
確評估H202的含量仍然具有極大的挑戰(zhàn)性[63_66]。??H202在細(xì)胞內(nèi)主要來源于氧分子的單電子還原,形成超氧陰離子;再經(jīng)超??氧化物歧化酶催化生成H2〇2?(圖1.3)。這一過程也伴隨有不需酶參與的自發(fā)歧??化反應(yīng)[67]。在幾種超氧化物歧化酶中,NADPH?(煙酰胺腺嘌呤磷酸二核苷酸的??還原形式)氧化酶作用最為顯著,它主要在活化的單核細(xì)胞或巨噬細(xì)胞中產(chǎn)生,??由生長因子和細(xì)胞因子調(diào)控發(fā)揮作用,以催化產(chǎn)生H202并引發(fā)氧化爆發(fā)用于抗??菌防御。此外,其它細(xì)胞也能受激產(chǎn)生NADPH氧化酶,進(jìn)而生成H2〇2用于信??號傳導(dǎo)。H202的另一源頭來自于線粒體呼吸鏈中的超氧化物自由基,它由細(xì)胞??色素bcl復(fù)合物(復(fù)合物III)或者復(fù)合物I介導(dǎo)產(chǎn)生[%。此外,H2〇2還能通過??其它酶源直接催化產(chǎn)生,這些氧化酶在特定的細(xì)胞類型或特定亞細(xì)胞器中起作??用
本文編號:3242410
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