氧氣自供型卟啉MOFs的構建及其在化療/光動力協(xié)同抗腫瘤中的應用
發(fā)布時間:2021-03-09 03:06
癌癥以其高發(fā)病率、高轉移率和高死亡率成為21世紀威脅人類健康的主要疾病之一。隨著醫(yī)學技術的飛速發(fā)展,癌癥治療手段也在不斷進步,但目前常規(guī)的治療方法在很多方面都存在局限性,治療效果不能滿足患者的需要。近年來,光動力治療(PDT)作為一種新興治療方式,引起了廣泛的關注。PDT通過光敏劑將光能轉化給組織氧,產生具有高毒性的單線態(tài)氧(1O2),進而殺死腫瘤細胞。然而,實體腫瘤復雜的微環(huán)境(TME),如缺氧和過量的谷胱甘肽(GSH),都嚴重限制了PDT的治療效率。為提高癌癥治療效率,在此,本文設計了一種新型氧氣自供型卟啉MOFs納米載藥系統(tǒng)(TUDMP NPs),用于化療/光動力協(xié)同抗腫瘤治療。(1)新型卟啉MOFs載藥系統(tǒng)的構建:將光敏劑TCPP作為配體整合到Ui O-66中,獲得結構均勻且分散良好的卟啉MOFs(TU NPs),平均直徑約為65nm;再以其作為納米載藥體系,載化療藥物阿霉素(DOX);隨后,在其外層包裹一層Mn O2;并進行聚乙二醇(PEG)修飾以改善載體的生物相容性,制備出新型氧氣自供型卟啉MOFs納米載藥系...
【文章來源】:南京大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:77 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
TME示意圖:各種細胞類型和非細胞成分參與支持腫瘤的增殖、侵襲和轉移[6]
南京大學碩士畢業(yè)論文:氧氣自供型卟啉MOFs的構建及其在化療/光動力協(xié)同抗腫瘤中的應用5(Hydroxylradical,·OH)、超氧陰離子(Superoxideanion,·O2-)和單線態(tài)氧(Singletoxygen,1O2),是一種重要的癌癥治療劑,當它們的含量達到一定水平時,能夠誘導細胞壞死或凋亡[24]。。圖1.2PDT的基本機制(a)和臨床環(huán)境PDT過程(b)示意圖[26]。Figure1.2Schematicillustrationof(a)thebasicmechanismofPDTand(b)thegeneralprocedureforPDTinaclinicalsetting[26].如圖1.3,大部分情況下PDT是通過一種II型作用機制,利用特定波長的激光照射腫瘤組織,使其所攝取的光敏劑受到激發(fā),然后激發(fā)態(tài)的光敏劑把能量傳遞給周圍的氧,使周圍基態(tài)的三線態(tài)氧(3O2)轉變?yōu)榫哂懈呋钚缘?O2,對蛋白質或DNA造成不可逆轉的破壞,進而導致細胞凋亡或壞死、微血管損傷和免疫反應[27]。因PDT在局部光照條件下產生作用,因此選擇性強,對正常組織的毒性小,且所產生的ROS對腫瘤細胞的細胞毒性普遍存在,沒有固有或獲得性的耐藥機制。在過去的30年里,PDT在癌癥治療的可行性和有效性方面已經取得了巨大的進展,此外,最近在納米技術方面取得的進展為開發(fā)新的PDT系統(tǒng)開辟了非常有希望的途徑,并為規(guī)避當前PDT面臨的問題提供了新思路。
南京大學碩士畢業(yè)論文:氧氣自供型卟啉MOFs的構建及其在化療/光動力協(xié)同抗腫瘤中的應用6圖1.3Jablonski圖展示激發(fā)的單態(tài)和三態(tài)PS,II型能量轉移形成單線態(tài)氧,I型電子轉移形成超氧陰離子、過氧化氫和羥基自由基過程[27]。Figure1.3JablonskidiagramshowingexcitedsingletandtriplestatePS,TypeIIenergytransfertoformsingletoxygen,andTypeIelectrontransfertoformsuperoxideanion,hydrogenperoxideandhydroxylradical[27].1.2.2光動力治療的基本要素1.2.2.1光敏劑光敏劑是PDT的核心,它是一種光化學活性分子,當被特定波長的光激發(fā)時,可以吸收輻射能量來誘導產生毒性物質[28]。其中,卟啉是最常見的光敏劑[29]。已有多種卟啉衍生物被用于臨床治療,例如光卟啉(Photofrin)、替莫卟吩(Temoporfin)、維替卟吩(Verteporfin)等。然而,傳統(tǒng)光敏劑具有透光深度差、水溶性差、分散性差等問題,限制了光動力療法的臨床應用。理想的光敏劑需滿足以下條件:(1)化學純度高;(2)在室溫條件下能夠保持穩(wěn)定;(3)光化學反應活性高;(4)只有在特定波長下光敏劑才能被激活,無光照條件下,不產生明顯毒性;(5)光的最小吸收波長在400~600nm之間,防止由自然光引起的過度光敏性;(6)吸收帶不應與體內其他物質的吸收帶重疊,如褪黑激素、血紅蛋白或氧合血紅蛋白;(7)易于在體內溶解、代謝;(8)對腫瘤組織具有高選擇性;(9)合成廉價、簡單、易于獲得[30-32]。1.2.2.2氧氣目前,PDT治療主要通過II型作用機制產生ROS,在治療過程中會引起大量的氧氣消耗,治療效率高度依賴于氧氣含量[17]。然而,實體腫瘤低氧的微環(huán)境嚴重限制了氧氣依賴的PDT。目前已有許多方法被報道出來,用于在PDT中克服缺氧限制,例如:(1)可通過補充氧氣的方法?
本文編號:3072139
【文章來源】:南京大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:77 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
TME示意圖:各種細胞類型和非細胞成分參與支持腫瘤的增殖、侵襲和轉移[6]
南京大學碩士畢業(yè)論文:氧氣自供型卟啉MOFs的構建及其在化療/光動力協(xié)同抗腫瘤中的應用5(Hydroxylradical,·OH)、超氧陰離子(Superoxideanion,·O2-)和單線態(tài)氧(Singletoxygen,1O2),是一種重要的癌癥治療劑,當它們的含量達到一定水平時,能夠誘導細胞壞死或凋亡[24]。。圖1.2PDT的基本機制(a)和臨床環(huán)境PDT過程(b)示意圖[26]。Figure1.2Schematicillustrationof(a)thebasicmechanismofPDTand(b)thegeneralprocedureforPDTinaclinicalsetting[26].如圖1.3,大部分情況下PDT是通過一種II型作用機制,利用特定波長的激光照射腫瘤組織,使其所攝取的光敏劑受到激發(fā),然后激發(fā)態(tài)的光敏劑把能量傳遞給周圍的氧,使周圍基態(tài)的三線態(tài)氧(3O2)轉變?yōu)榫哂懈呋钚缘?O2,對蛋白質或DNA造成不可逆轉的破壞,進而導致細胞凋亡或壞死、微血管損傷和免疫反應[27]。因PDT在局部光照條件下產生作用,因此選擇性強,對正常組織的毒性小,且所產生的ROS對腫瘤細胞的細胞毒性普遍存在,沒有固有或獲得性的耐藥機制。在過去的30年里,PDT在癌癥治療的可行性和有效性方面已經取得了巨大的進展,此外,最近在納米技術方面取得的進展為開發(fā)新的PDT系統(tǒng)開辟了非常有希望的途徑,并為規(guī)避當前PDT面臨的問題提供了新思路。
南京大學碩士畢業(yè)論文:氧氣自供型卟啉MOFs的構建及其在化療/光動力協(xié)同抗腫瘤中的應用6圖1.3Jablonski圖展示激發(fā)的單態(tài)和三態(tài)PS,II型能量轉移形成單線態(tài)氧,I型電子轉移形成超氧陰離子、過氧化氫和羥基自由基過程[27]。Figure1.3JablonskidiagramshowingexcitedsingletandtriplestatePS,TypeIIenergytransfertoformsingletoxygen,andTypeIelectrontransfertoformsuperoxideanion,hydrogenperoxideandhydroxylradical[27].1.2.2光動力治療的基本要素1.2.2.1光敏劑光敏劑是PDT的核心,它是一種光化學活性分子,當被特定波長的光激發(fā)時,可以吸收輻射能量來誘導產生毒性物質[28]。其中,卟啉是最常見的光敏劑[29]。已有多種卟啉衍生物被用于臨床治療,例如光卟啉(Photofrin)、替莫卟吩(Temoporfin)、維替卟吩(Verteporfin)等。然而,傳統(tǒng)光敏劑具有透光深度差、水溶性差、分散性差等問題,限制了光動力療法的臨床應用。理想的光敏劑需滿足以下條件:(1)化學純度高;(2)在室溫條件下能夠保持穩(wěn)定;(3)光化學反應活性高;(4)只有在特定波長下光敏劑才能被激活,無光照條件下,不產生明顯毒性;(5)光的最小吸收波長在400~600nm之間,防止由自然光引起的過度光敏性;(6)吸收帶不應與體內其他物質的吸收帶重疊,如褪黑激素、血紅蛋白或氧合血紅蛋白;(7)易于在體內溶解、代謝;(8)對腫瘤組織具有高選擇性;(9)合成廉價、簡單、易于獲得[30-32]。1.2.2.2氧氣目前,PDT治療主要通過II型作用機制產生ROS,在治療過程中會引起大量的氧氣消耗,治療效率高度依賴于氧氣含量[17]。然而,實體腫瘤低氧的微環(huán)境嚴重限制了氧氣依賴的PDT。目前已有許多方法被報道出來,用于在PDT中克服缺氧限制,例如:(1)可通過補充氧氣的方法?
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