具有线粒体靶向的刺激响应型聚合物纳米颗粒在癌症治疗中的研究

摘要

为了有效地治疗癌症，大多数药物需要在特定的细胞器发挥作用，因此近年来细胞器靶向载药体系的研究也越来越多。在细胞的各种细胞器中，线粒体作为细胞的功能场所不仅能够调节细胞正常的生理功能，同时也与细胞的凋亡密切关联。化学治疗结合线粒体靶向能够为癌症治疗提供思路，因此我们设计了一种具有线粒体靶向功能的多重敏感型纳米载药颗粒。 我们合成了一种具备的线粒体靶向的聚乙二醇聚乳酸纳米颗粒，该纳米颗粒具有pH/GSH双重响应。采用溶剂挥发法制备了载DOX胶束，我们加入硫酸软骨素（CS）来中和纳米颗粒表面的正电荷，同时使的纳米颗粒具备靶向细胞膜的功能。为了评价材料的抗肿瘤作用，我们进行了体内和体外的实验研究。JC-1的染色结果证实肿瘤细胞线粒体膜电位的降低以及线粒体膜的通透性增加，线粒体共定位的结果表明DOX在线粒体处大量富集的同时，也能够进入细胞核，对线粒体和细胞核同时造成损伤。 通过对肿瘤组织线粒体膜电位进行考察，结果发现CS/TPP-PEG-ss-PLA纳米颗粒能够大幅度降低活体肿瘤细胞的膜电位，我们采用建有 H22 肿瘤模型的Babl/c小鼠进行体内治疗，21天治疗结束后CS/TPP-PEG-ss-PLA@DOX组肿瘤的肿瘤抑制率最高。以上结果证明线粒体靶向与还原敏感释放DOX结合确实能够有效地进行癌症治疗。

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第1章 绪论

1.1引言

1.2聚合物纳米颗粒

1.2.1纳米颗粒的粒径和形状

1.2.2纳米颗粒的类型与制备材料

1.2.3纳米颗粒的表面修饰

1.2.4聚合物胶束

1.3聚合物纳米颗粒的刺激响应类型

1.3.1酸响应

1.3.2还原响应

1.3.3其他响应

1.4聚合物纳米颗粒的靶向性

1.4.1被动靶向

1.4.2主动靶向

1.4.3物理靶向

1.5本课题的研究目的和设计思路

第2章 聚合物纳米颗粒的制备及表征

2.1.1 实验试剂

2.1.2 实验仪器

2.2 聚合物胶束的合成

2.2.1. N-叔丁氧羰基乙二胺（Boc-NH2）的合成

2.2.2 三苯基磷溴丁酸盐(TPP-COOH)的合成

2.2.3 N-叔丁氧羰基三苯基磷盐（Boc-TPP）的合成

2.2.4 N-叔丁氧羰基胱胺的合成

2.2.5 N-叔丁氧羰基胱胺开环DL-丙交酯（Boc-ss-PLA）

2.2.6 TPP-PEG-ss-PLA的合成

2.3. 聚合物的核磁共振氢谱(1H NMR)

2.4 胶束的制备与表征

2.4.1 胶束的制备

2.4.2 临界胶束浓度(CMC)

2.4.3 胶束的粒径

2.4.4 胶束的形貌

2.5 双响应纳米颗粒的制备与表征

2.5.1 纳米颗粒的制备

2.5.2 纳米颗粒的粒径和Zeta电位

2.5.3 纳米颗粒的形貌

2.5.4 酸敏感性考察

2.5.5 还原敏感性考察

2.5.6 药物体外释放

2.6.1 材料的表征

2.6.2 TPP-PEG-ss-PLA胶束的CMC值

2.6.3 CS/TPP-PEG-ss-PLA纳米颗粒的粒径和Zeta电位

2.6.4 纳米颗粒的形貌

2.6.5 纳米颗粒的酸敏性考察

2.6.6 纳米颗粒的还原敏感性考察

2.7 本章小结

第3章 载药纳米颗粒的体外药物释放及其生物学评价

3.1 实验材料

3.1.1 实验试剂

3.1.2 实验仪器

3.2 载药纳米颗粒的载药量和药物释放研究

3.3 体外生物相容性评价

3.3.1 空白材料的细胞毒性实验

3.3.2 载药纳米颗粒的细胞毒性实验

3.4 载药纳米颗粒的细胞吞噬

3.4.1荧光显微镜观察

3.4.2 流式细胞仪检测

3.5 载药纳米颗粒的线粒体共定位

3.6 HepG2细胞的线粒体膜电位及活性氧检测

3.6.1线粒体膜电位检测

3.6.2活性氧检测

3.7结果与讨论

3.7.1 载药纳米颗粒的载药量和药物释放研究

3.7.2 体外生物相容性评价

3.7.3 载药纳米颗粒的细胞吞噬

3.7.4 载药纳米颗粒的线粒体共定位

3.7.5 HepG2细胞的线粒体膜电位及活性氧检测

3.8本章小结

第4章 载药纳米颗粒对于体内抗肿瘤实验的研究

4.1实验材料

4.1.1实验试剂

4.1.2实验仪器

4.1.3 实验选用动物及细胞

4.2动物实验及其方法

4.2.1 小鼠肿瘤模型的建立

4.2.2 肿瘤组织线粒体膜电位及活性氧的检测

4.2.3 药物体内分布

4.2.4 体内抗肿瘤活性研究

4.2.5 统计学分析

4.3 结果与讨论

4.3.1肿瘤组织线粒体膜电位及活性氧的检测

4.3.2药物在体内的分布

4.3.3体内抗肿瘤实验

4.3.4组织学染色分析

4.4 本章小结

结 论

致 谢

参考文献

攻读硕士期间发表论文

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