生物响应可逆交联的透明质酸-聚多肽纳米载体用于肿瘤的主动靶向治疗

摘要

生物可降解聚合物纳米载体能显著增加疏水抗癌药物的水溶性,能有效延长药物在体内的循环时间，能通过高渗透性和滞留效应（EPR effect）靶向富集到肿瘤组织以及能极大地降低抗癌药物的毒副作用，现已成为肿瘤靶向治疗最重要的载体之一。多个基于生物可降解聚合物的纳米药物已被批准上市或进入临床试验不同阶段。然而，临床试验结果表明，现有的聚合物纳米药物还存在一些弊端，目前尚无法达到理想的治疗效果。这些弊端主要体现在：聚合物纳米药物在体内循环时稳定性不够高，易导致药物的早释和低的肿瘤富集量；肿瘤细胞对于聚合物纳米粒子的摄取效率不高；以及纳米粒子在肿瘤细胞内药物释放缓慢或释放较少等。这些缺陷最终导致药物在肿瘤组织中的有效浓度过低而不能达到预期的抗肿瘤效果。本论文第一章首先概述了目前生物可降解聚合物纳米载体在肿瘤治疗上的优势以及在临床上的应用，并着重总结分析了生物可降解纳米药物在提高其体内循环稳定性、内吞进入肿瘤细胞能力和在肿瘤细胞内响应性释放药物等方面的研究进展。
　　本论文第二章制备了基于透明质酸-g-聚（γ-苄基-L-谷氨酸）-硫辛酸（HA-g-PBLG-LA）的还原响应可逆交联纳米粒子，用于抗癌药物阿霉素（DOX）的高效包载（载药量高达25.8 wt.％）和裸鼠皮下移植瘤的主动靶向治疗。载有DOX的纳米粒子自交联后（DOX-CLNPs）在生理条件下药物几乎不会泄露，具有很高的稳定性；但是在模拟细胞内还原环境下在30小时内却有约92%的DOX快速释放。体外实验表明在CD44受体过表达的人乳腺癌细胞MCF-7中，DOX-CLNPs与临床上使用的PEG化的阿霉素盐酸脂质体（DOX-LPs）相比具有更好的靶向选择性和抗肿瘤活性。值得注意的是DOX-CLNPs在小鼠体内具有高达100 mg DOX equiv./kg的高耐受剂量，这比DOX-LPs高出了5倍多。另外，DOX-CLNPs在注射到小鼠体内后能很好的富集到小鼠的乳腺癌肿瘤部位，富集量可达8.6%ID/g。体内治疗实验在荷MCF-7人乳腺癌肿瘤裸鼠中进行，结果显示DOX-CLNPs相比于DOX-LPs能更有效地抑制肿瘤生长，提高生存率，以及更显著地降低毒副作用。因此，DOX-CLNPs由天然材料构成，具有高稳定性、极好的载药效率、CD44靶向性等特点，在癌症的精准化疗上具有很好的应用前景。
　　本论文第三章中，我们制备了基于透明质酸-接枝-聚（β-二异丙基乙二胺-L-天冬氨酸）-硫辛酸（HA-g-P(Asp-DIP)-LA）的pH和还原双重敏感可逆交联的聚合物纳米粒子用于蛋白药物的主动靶向传递和细胞内响应性释放。HA-g-P(Asp-DIP)-LA聚合物在水溶液中能与细胞色素C（CC）通过静电作用自组装形成粒径为166-185 nm的纳米粒子，并同时实现对CC的高效包载，载药量和载药效率可分别高达26.9%和92.1%。体外药物释放结果显示包载CC的交联的HA-g-P(Asp-DIP)-LA纳米粒子（CC-CLNPs）在生理条件下（pH7.4,37℃）稳定，24 h后CC的累积释放量少于15%。相反，在pH5.0的醋酸缓冲液中，CC在24 h后的累积释放量增加为36.4%，这主要是由于在pH5.0时DIP会质子化，从而导致纳米粒子溶胀并部分释放出包载蛋白质。在10 mM GSH的还原环境下，CC的释放速度因交联的二硫键断裂而明显加快，在24 h的累计释放量为65.2%；在10 mM GSH且pH为5.0的条件下，CC在24 h时的累计释放量接近100%。这表明HA-g-P(Asp-DIP)-LA纳米粒子对所包载的蛋白质CC的释放具有pH和还原双重敏感性。细胞实验表明，CC-CLNPs能有效地诱导CD44受体过表达的MCF-7乳腺癌细胞的凋亡，其半抑制浓度（IC50）为33.8μg CC equiv/mL。共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）观察发现CC-CLNPs能快速内吞进入MCF-7细胞，并将所包载的蛋白质CC迅速释放到细胞质。当MCF-7细胞用HA（5 mg/mL）封闭CD44受体后，CC-CLNPs内吞进入MCF-7细胞的能力大大下降，细胞质中几乎观察不到CC的荧光，这说明CC-CLNPs经CD44受体介导方式内吞进入肿瘤细胞。因此，基于HA-g-P(Asp-DIP)-LA聚合物的pH和还原双重敏感可逆交联的聚合物纳米粒子在蛋白药物的高效包载和主动靶向传递方面有很好的的应用前景。

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第一章 文献综述

1.1 聚合物纳米药物在肿瘤治疗的现状

1.2 生物响应性纳米载体

1.3 主动肿瘤靶向纳米载体

1.4 本论文的选题

参考文献

第二章 生物响应可逆交联的透明质酸-聚多肽纳米化学药物用于乳腺癌的主动靶向治疗

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3结果与讨论

2.4 本章小结

参考文献

第三章pH和还原双重敏感可逆交联的透明质酸-聚多肽纳米载体用于蛋白药物的高效包载和细胞内触发释放

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3结果与讨论

3.4 本章小结

参考文献

第四章 结论与展望

4.1结论

4.2 展望

附录

攻读学位期间公开发表的论文

致谢