本文選題：累托石　切入點：納米顆粒　出處：《華中科技大學》2016年博士論文

【摘要】：累托石(Rectorite, REC)是一種規(guī)則層狀硅酸鹽粘土礦物,已被研究用于食品和醫(yī)療等領(lǐng)域,但其毒性方面的探討仍舊缺乏。紫杉醇(Paclitaxel, PTX)作為一種有效的抗腫瘤藥物,在實際的臨床應(yīng)用中仍然存在許多不足之處。在此,我們主要討論了REC有機改性前后細胞毒性作用大小的改變及相關(guān)毒性作用的機制,以及REC對紫杉醇納米纖維素膜藥物傳遞系統(tǒng)抑癌活性的影響。本研究主要由以下兩部分組成：第一部分鈣基累托石納米顆粒有機改性前后的細胞毒性的研究目的：在本研究中,我們通過分析REC有機改性前后理化性質(zhì)的改變,及其對于人張氏肝細胞及人肝癌細胞HepG2的毒性作用及相關(guān)機制,為REC及有機累托石(Organic modified rectorite, OREC)在未來應(yīng)用中的安全性提供實驗依據(jù)。方法：用REC與十六烷基三甲基溴化銨陽離子交換制備OREC并測定REC及OREC的粒徑大小和ζ電位；用熱重曲線分析兩者的熱穩(wěn)定性；用傅里葉變換紅外光譜、透射電鏡和小角X射線衍射評價REC及OREC的層間距大小及化學組成；用能量色散X射線光譜判斷人張氏肝細胞中REC及OREC的攝入：濃度為0、1、2.5、5、7.5和10 μg/mL的REC或OREC分別處理人張氏肝細胞和HepG2細胞6、24及48 h后,采用MMT法檢測其細胞毒性；濃度為0、1、2.5、5、7.5和10μg/mL的REC或OREC處理人張氏肝細胞24 h后,用流式細胞術(shù)分析細胞的凋亡和壞死；0、1、2.5、5、7.5和10μg/mL REC或OREC處理人張氏肝細胞6h或24 h后,檢測凋亡相關(guān)蛋白Bax、Bcl-2和pro-caspase-3的表達。5 μg/mL的REC或OREC處理HepG2細胞24后,掃描電鏡下觀察自噬小體并檢測自噬相關(guān)蛋白的表達。結(jié)果：REC在有機改性后,層間距增加。REC及OREC處理人張氏肝細胞24 h后,納米顆粒被攝入細胞內(nèi)。1、2.5、5、7.5及10μg/mL的REC或OREC處理人張氏肝細胞和HepG2細胞6、24和48 h后,均能觀察到細胞活性下降(P0.05 or P0.01),且OREC所致的細胞毒性較REC大,兩種細胞間毒性作用沒有差異。7.5和10 μg/mL的REC或OREC處理24 h后,人張氏肝細胞的凋亡壞死率均有提高(P0.05 orP0.01)。5、7.5、10μg/mL的REC或OREC處理人張氏肝細胞24 h后,Bax、Bcl-2及pro-Caspase-3的表達均有所下降,但Bax/Bcl-2比值沒有變化,提示并非通過Bax相關(guān)線粒體凋亡通路誘導細胞凋亡。5μg/mL的REC或OREC處理HepG2細胞24 h后,均能在細胞內(nèi)觀察到自噬小體,且LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值增大,提示自噬的發(fā)生。結(jié)論：研究結(jié)果表明,有機改性后,REC的理化特性在各方面均有較大的提升,但其細胞毒性也有明顯的增加。R EC及OREC通過細胞凋亡以及細胞自噬共同誘導細胞的死亡。在實現(xiàn)OREC在食品和醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用時應(yīng)注意其生物安全性。第二部分累托石對紫杉醇納米纖維素膜體外抑癌活性影響的研究目的：我們以醋酸纖維素(Cellulose acetate, CA)作為輔料,采用靜電紡絲法制作紫杉醇醋酸納米纖維素膜(CA/PTX0.06及CA/PTX0.12)及加入累托石(Rectorite, REC)的紫杉醇醋酸納米纖維素膜(CA/PTX0.06/REC及CA/PTX0.12/REC),并研究REC對納米纖維理化性質(zhì)、體外PTX藥物釋放行為以及對人胃細胞毒性的影響。方法：納米纖維素膜形貌,選用場發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察；布魯諾爾-埃米特-特勒比表面積,選用氮吸附法測定；復合納米纖維素膜的組成成分,由能量色散X射線測定；膜中PTX、CA、REC的相互作用,由傅里葉變換紅外光譜和廣角X射線衍射研究；熱穩(wěn)定性由差示掃描量熱法以及熱重分析確定；復合納米纖維素膜中PTX在pH值為7.4的磷酸鹽緩沖鹽水的釋放行為,用高效液相色譜測定；人胃癌細胞SGC7901,以及人胃上皮細胞GES-1在納米纖維素膜上生長24 h后,細胞毒性由LIVE/DEAD細胞活性/細胞毒性試劑盒測定,細胞超微結(jié)構(gòu)通過掃描電鏡觀察。結(jié)果：REC和PTX均被成功紡入復合納米纖維素膜。并且CA的熱穩(wěn)定性未受到影響。所有復合納米纖維素膜的纖維表面光滑,各樣本纖維間的形貌沒有明顯差別,在加入REC后比表面積有所增加。膜上種植細胞前后,所有的膜樣品均表現(xiàn)出典型的3D電紡納米纖維形貌。CA/PTX和CA/PTX/REC膜中PTX的釋放行為保持相對穩(wěn)定緩慢,并且REC提高了藥物的釋放率。CA/PTX和CA/PTX/REC對SGC7901和GES-1細胞均有毒性,兩種細胞系的毒性作用沒有顯著區(qū)別,且CA/PTX/REC毒性均較CA/PTX大。所有的膜都能為GES-1和SGC7901細胞的附著和延伸提供良好的支架。結(jié)論：CA及CA/REC均具有較高的細胞親和力,CA/PTX及CA/PTX/REC釋放PTX穩(wěn)定,且表現(xiàn)出一定的細胞致死能力。REC通過提高PTX的累計釋放量對PTX的抑癌活性起到協(xié)同增效的作用,有利于長期有效的治療腫瘤。CA/PTX、CA/REC及CA/PTX/REC復合納米纖維素膜在控制釋藥系統(tǒng)和組織工程的應(yīng)用方面具有強大的潛力。
[Abstract]:In this study , we mainly discussed the changes of the physical and chemical properties before and after the organic modification of REC and the mechanism of the effect of REC on the anti - cancer activity of the drug delivery system of Paclitaxel nano - cellulose membrane .
the thermal stability of the two is analyzed by using a thermal stress curve ;
Fourier transform infrared spectroscopy , transmission electron microscope ( TEM ) and small angle X - ray diffraction ( X - ray diffraction ) were used to evaluate the interlayer spacing and chemical composition of REC and oreC ;
It was determined by using the energy dispersive X - ray spectrum that the uptake of REC and oreC in human liver cells was 0 , 1 , 2.5 , 5 , 7.5 and 10 渭g / mL , respectively . After 6 , 24 and 48 h of human liver cells and HepG2 cells , the cytotoxicity of the cells was detected by MMT .
The apoptosis and necrosis of the cells were analyzed by flow cytometry after 24 h of human being treated with REC or oreC at concentrations 0 , 1 , 2.5 , 5 , 7.5 and 10 渭g / mL .
The results showed that the cell activity decreased ( P0.05 or P0.01 ) . The results showed that the cell activity decreased ( P0.05 or P0.01 ) . The results showed that the cell activity decreased ( P0.05 or P0.01 ) . The results showed that the cell activity decreased ( P0.05 or P0.01 ) .
Brunel - Eminite - Butler specific surface area , determined by nitrogen adsorption method ;
the component of the composite nano - cellulose film is determined by the energy dispersive X - ray ;
The interaction of PTX , CA and REC in the membrane was studied by FTIR and wide - angle X - ray diffraction .
the thermal stability is determined by differential scanning calorimetry and thermal analysis ;
The release behavior of PTX in phosphate buffered saline with a pH of 7.4 in a composite nanofiber membrane was determined by high performance liquid chromatography ;
The effects of CA / PTX and CA / PTX / REC on the inhibition of PTX and CA / PTX and CA / PTX / REC showed no significant difference , and the surface area of CA / PTX and CA / PTX / REC was relatively stable , and the surface area of CA / PTX and CA / PTX / REC was relatively stable .

【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R114

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本文編號：1699577