酸響應(yīng)功能放大型納米藥物的構(gòu)建及其抗腫瘤性能研究
發(fā)布時間:2020-03-23 07:22
【摘要】:隨著藥劑學(xué)和納米技術(shù)的交叉發(fā)展,抗腫瘤納米藥物遞送系統(tǒng)得到廣泛而深入的研究。如何提高納米藥物的腫瘤治療效果,同時降低對正常組織的毒副作用是抗腫瘤納米藥物的研究熱點之一。金屬納米材料憑借優(yōu)越的化學(xué)和物理(熱、光、聲和磁等)特性,具備自身固有的抗腫瘤活性、抗腫瘤藥物遞送性能、成像診斷性能等,因此在抗腫瘤新型療法、多模態(tài)協(xié)同治療以及可視化治療等方面具有巨大的潛力。本論文首先合成并使用酸響應(yīng)型高分子,包覆金屬抗腫瘤納米材料(以具備酸響應(yīng)溢出毒性離子性能的超小鉑納米簇為例),得到一種在腫瘤部位酸響應(yīng)放大抗腫瘤活性,且有效降低對正常組織毒副作用的酸響應(yīng)功能放大型鉑基納米藥物(Pt-NA)。通過研究對比發(fā)現(xiàn),小尺寸鉑納米簇在酸性環(huán)境中響應(yīng)溢出毒性鉑離子(Pt2+)。粒徑和透光率結(jié)果顯示Pt-NA具備酸響應(yīng)性。其在中性環(huán)境中以納米聚集體形式存在,在酸性環(huán)境中響應(yīng)解體為鉑納米簇。細胞研究結(jié)果顯示,Pt-NA不僅對順鉑耐藥SP+CD24+LM3肝癌細胞(干細胞樣細胞)有更強的細胞毒性,而且能夠有效抑制腫瘤干細胞樣細胞的成球性。體內(nèi)抗腫瘤研究表明,Pt-NA組瘤體的抑制效果和壞死程度均顯著強于順鉑組和索拉菲尼組。HE染色和血生化研究結(jié)果均顯示,Pt-NA未引起肝臟、腎臟等器官毒性,具有良好的生物相容性。另外,臨床上需通過影像學(xué)手段診斷腫瘤、評估治療效果、調(diào)整治療方案以及預(yù)后復(fù)查等。整合靶向遞送、藥物治療、活體示蹤和療效監(jiān)測等諸多功能于一體的抗腫瘤納米診療體系是目前的研究趨勢之一。因此,本研究進一步將腫瘤成像與腫瘤治療結(jié)合,開發(fā)一類可視化酸響應(yīng)放大抗腫瘤活性,可經(jīng)腎清除并有效降低對正常組織毒副作用的多模態(tài)抗腫瘤納米診療藥物。本研究基于金屬可視化抗腫瘤納米材料(以具備高X射線吸收性能的超小碳酸氧扢納米簇為例),使用溶劑熱法得到一種集CT成像、放療增敏、化療藥物遞送和經(jīng)腎排泄于一體的可視化酸響應(yīng)功能放大型鉍基納米藥物(BNTs)。細胞研究結(jié)果顯示,BNTs吸收X射線后產(chǎn)生活性氧(ROS)并造成腫瘤細胞DNA損傷,展現(xiàn)出優(yōu)越的放療增敏性能。另外,BNTs能夠負載阿霉素(DOX)等小分子化療藥物,且在腫瘤酸性環(huán)境中解體并釋放藥物,酸響應(yīng)型放大抗腫瘤功能。體內(nèi)研究結(jié)果證實,中空管狀BNTs能夠高效富集于腫瘤部位,并通過CT成像實現(xiàn)腫瘤部位可視化。細胞和體內(nèi)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),與單一放療或化療方法相比,BNTs/DOX介導(dǎo)的放化療多模態(tài)治療顯著提高腫瘤細胞內(nèi)ROS水平并損傷細胞核內(nèi)DNA,最終誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡并顯著抑制腫瘤生長。此外,TEM和排泄研究結(jié)果表明,BNTs在腫瘤酸性環(huán)境中響應(yīng)解體為BNCs,隨后通過腎臟途徑隨尿液排出體外。細胞和體內(nèi)研究結(jié)果均驗證,BNTs具備良好的生物相容性。本論文通過化學(xué)合成和藥劑學(xué)手段分別以超小鉑納米簇為金屬抗腫瘤納米材料,以碳酸氧鉍納米簇為金屬可視化抗腫瘤納米材料,構(gòu)建一系列腫瘤酸性環(huán)境響應(yīng)放大治療功能,并且有效降低對正常組織毒副作用的高效、安全的響應(yīng)型抗腫瘤納米藥物。本論文將為設(shè)計和開發(fā)在腫瘤部位選擇性激活抗腫瘤活性,同時對機體安全、無毒的智能型抗腫瘤納米藥物遞送系統(tǒng)提供思路和可行性方案。
【圖文】:
得飛速發(fā)展。鹽酸多柔比星脂質(zhì)體(Doxil)和白蛋白納米顆粒結(jié)合紫杉醇(Abraxane)逡逑分別于1995和2005年率先被美國食品藥品監(jiān)督管理局(Food邋and邋Drug逡逑Administration,邋FDA)批準為抗腫瘤納米藥物[3](圖1.1)。隨著近幾十年的飛速逡逑發(fā)展,目前抗腫瘤藥物的納米載體主要有聚合物載體、脂質(zhì)載體和無機載體等[4,5]。逡逑抗腫瘤納米藥物遞送系統(tǒng)可以改善藥物的穩(wěn)定性、水溶性和體內(nèi)半衰期等,提高藥逡逑物治療效果,減少藥物不良反應(yīng),且具備能夠遞逕DNA、siRNA、mRNA和蛋白逡逑質(zhì)等生物大分子藥物的優(yōu)勢。逡逑抗腫瘤納米藥物遞送系統(tǒng)的表面性質(zhì)對其體內(nèi)循環(huán)和遞送行為至關(guān)重要。聚逡逑乙二醇(Polyethyleneglycol,PEG)修飾是納米藥物表面修飾的常規(guī)手段。修飾在逡逑表面的PEG長鏈能夠延長納米藥物的體內(nèi)循環(huán)時間,有助于通過腫瘤高通透性和逡逑滯留(Enhancedpermeabilityandretention,EPR)效應(yīng),經(jīng)過病變血管間隙滲透到逡逑腫瘤組織,,即被動靶向腫瘤[6,7]。表面修飾葉酸、多肽等腫瘤主動靶向配體后,有逡逑助于實現(xiàn)針對腫瘤組織、細胞乃至分子層面的主動靶向遞送[8-1()]。但是肝脾的巨噬逡逑細胞仍會吞噬大量外來納米藥物
小尺寸鉑類納米材料會被氧化溶蝕并釋放出鉑離子(pt2+);推測Pt2+與順鉑分子的逡逑藥理機制相近,即進入細胞核后與DNA結(jié)合并形成DNA-Pt加合物,導(dǎo)致DNA逡逑復(fù)制轉(zhuǎn)錄出現(xiàn)障礙,進而導(dǎo)致細胞死亡[36](圖1.2)。逡逑?邋RNC¥逡逑?邐?逡逑#邋E了¥邋
本文編號:2596398
【圖文】:
得飛速發(fā)展。鹽酸多柔比星脂質(zhì)體(Doxil)和白蛋白納米顆粒結(jié)合紫杉醇(Abraxane)逡逑分別于1995和2005年率先被美國食品藥品監(jiān)督管理局(Food邋and邋Drug逡逑Administration,邋FDA)批準為抗腫瘤納米藥物[3](圖1.1)。隨著近幾十年的飛速逡逑發(fā)展,目前抗腫瘤藥物的納米載體主要有聚合物載體、脂質(zhì)載體和無機載體等[4,5]。逡逑抗腫瘤納米藥物遞送系統(tǒng)可以改善藥物的穩(wěn)定性、水溶性和體內(nèi)半衰期等,提高藥逡逑物治療效果,減少藥物不良反應(yīng),且具備能夠遞逕DNA、siRNA、mRNA和蛋白逡逑質(zhì)等生物大分子藥物的優(yōu)勢。逡逑抗腫瘤納米藥物遞送系統(tǒng)的表面性質(zhì)對其體內(nèi)循環(huán)和遞送行為至關(guān)重要。聚逡逑乙二醇(Polyethyleneglycol,PEG)修飾是納米藥物表面修飾的常規(guī)手段。修飾在逡逑表面的PEG長鏈能夠延長納米藥物的體內(nèi)循環(huán)時間,有助于通過腫瘤高通透性和逡逑滯留(Enhancedpermeabilityandretention,EPR)效應(yīng),經(jīng)過病變血管間隙滲透到逡逑腫瘤組織,,即被動靶向腫瘤[6,7]。表面修飾葉酸、多肽等腫瘤主動靶向配體后,有逡逑助于實現(xiàn)針對腫瘤組織、細胞乃至分子層面的主動靶向遞送[8-1()]。但是肝脾的巨噬逡逑細胞仍會吞噬大量外來納米藥物
小尺寸鉑類納米材料會被氧化溶蝕并釋放出鉑離子(pt2+);推測Pt2+與順鉑分子的逡逑藥理機制相近,即進入細胞核后與DNA結(jié)合并形成DNA-Pt加合物,導(dǎo)致DNA逡逑復(fù)制轉(zhuǎn)錄出現(xiàn)障礙,進而導(dǎo)致細胞死亡[36](圖1.2)。逡逑?邋RNC¥逡逑?邐?逡逑#邋E了¥邋
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