具有pH响应及细胞核靶向功能的聚合物胶束在癌症治疗中的研究

摘要

近年来，利用纳米载体对癌症进行靶向治疗，在抗癌治疗研究中受到了广泛的关注。为了提高化疗药物的抗癌效果以及减少其对系统的毒副作用，增加肿瘤细胞对纳米颗粒的摄取和实现细胞核药物传递显得尤为重要。考虑利用细胞穿透肽(CPP)修饰具有刺激响应性的纳米载体，不仅能达到肿瘤靶向的目的，还能促进肿瘤细胞大量摄取纳米颗粒，从而有效抑制癌细胞生长繁殖。
　　在本论文中第二章，我们成功合成了具有细胞穿透肽兼细胞核定位信号Tat修饰的pH响应性聚合物DA-Tat-PEG-PCL(DA-Tat-PECL)。为了改善广谱抗癌药物10-羟基喜树碱(HCPT)的疏水性，提高载药量(LC)和载药效率(EE)，我们把HCPT接枝在甲氧基聚乙二醇(mPEG)上，成功合成了改性药物mPEG-HCPT。我们通过核磁共振氢谱(1HNMR)，凝胶渗透色谱(GPC)，红外光谱(FT-IR)和高效液相色谱(HPLC)验证了共聚物结构的正确性。通过溶剂挥发法，我们制备出具有细胞核靶向和pH响应性的胶束PECL/DA-Tat-M，该胶束具有较低的临界胶束浓度(CMC)，热力学稳定性良好，且具备核壳结构，能有效包载疏水性药物。纳米激光粒度仪DLS和透射电镜TEM的结果显示，该胶束呈均—球形，粒径在80nm左右。体外模拟药物释放实验结果表明:包载mPEG-HCPT的胶束的释药速率比包载HCPT的胶束的释药速率快，且胶束的LC和EE分别在5％和70％以上。胶束的pH响应性考察结果显示，在pH6.8条件下，二甲基马来酸酐(DA)与Tat之间的酰胺键迅速断裂，Tat完全暴露，使胶束发生电荷反转，表面电荷由负变正，且粒径也增大到90 nm左右。
　　在第三章中，对该电荷反转胶束PECL/DA-Tat-M进行了一系列体外生物学评价，结果表明PECL/DA-Tat-blank M空白胶束具有良好的生物相容性，载入mPEG-HCPT后能抑制肿瘤细胞，且在pH6.8时具有最低的IC50值。我们发现，肿瘤细胞对该胶束的的摄取，以及亚细胞定位均受到pH的影响，在pH6.8时，该胶束被肿瘤细胞大量摄取，进入细胞后能有效富集在细胞核周围，药物释放后顺利进入细胞核，这些结果均表明，在弱酸性环境下，DA从共聚物上脱落，Tat暴露出来，促进了细胞的内吞作用，进入细胞后，Tat发挥细胞核定位的作用，使胶束实现细胞核靶向功能。
　　在第四章，建立了4T1小鼠乳腺癌原位模型和异位模型，用于验证该胶束的体内抗肿瘤效果的研究。结果显示与对照组，空白胶束组，HCPT组，mPEG-HCPT组合PECL-M胶束组相比，PECL/DA-Tat-M胶束不仅能显著抑制肿瘤生长，且能集中分布于肿瘤组织，避免全身性的副作用，提高了实验动物的生存率，有较高的安全性。肿瘤组织的TUNEL染色结果表明，该胶束组的肿瘤细胞凋亡率最高，有最佳抑瘤效果。对原位模型自发肺转移的研究结果也表明，PECL/DA-Tat-M胶束抑制了肺转移，肺部的H&E染色分析显示该组小鼠肺泡结构正常，未发生肺转移现象，进一步证明了这种电荷反转胶束有效的抑制了自发的肺转移。

目录

声明

论文说明

摘要

第1章 绪论

1．1 前言

1．2 被动靶向型纳米颗粒

1．2．1 粒径的影响

1．2．2 表面电荷的影响

1．2．3 形貌的影响

1．3 主动靶向型纳米颗粒

1．3．1 叶酸

1．3．2 透明质酸

1．3．3 苯硼酸

1．3．4 细胞穿透肽

1．4 纳米颗粒的刺激响应性

1．5 课题的提出与研究内容

1．5．1 课题的提出

1．5．2 研究内容

第2章 细胞核靶向pH响应聚物及改性的10-羟基喜树碱的合成及结构表征

2．1 前言

2．2 实验试剂及仪器

2．2．1 实验试剂

2．2．2 实验仪器

2．3 实验方法

2．3．1 细胞核靶向及pH响应的聚合物的合成

2．3．2 改性的10-羟基喜树碱的合成

2．3．3 共聚物的表征

2．3．4 胶束的制备及表征

2．4 结果与讨论

2．4．1 共聚物的结构表征

2．4．2 胶束的制备和表征

2．4．2 载药胶束的体外释放

2．4．3 PECL／DA-Tat-M胶束的pH敏感性考察

2．5 本章小结

第3章 胶束的体外生物学评价

3．1 前言

3．2 实验材料

3．2．1 实验试剂

3．2．3 实验细胞

3．2．4 实验仪器

3．3 胶束的生物学评价

3．3．1 空白胶束的生物相容性

3．3．2 载药胶束体外抗肿瘤效果

3．3．3 pH值对细胞吞噬的影响

3．3．4 pH值对亚细胞定位的影响

3．4 结果与讨论

3．4．1 空白胶束的生物相容性

3．4．2 载药胶束的体外抗肿瘤活性

3．4．3 不同pH值对细胞吞噬的影响

3．4．4 pH值对亚细胞定位的影响

3．7 本章小结

第4章 载药胶束体内抗肿瘤效果的研究

4．1 前言

4．2 实验材料与方法

4．2．1 实验试剂

4．2．2 实验仪器

4．2．3 实验动物

4．3 实验方法

4．3．1 建立动物肿瘤模型

4．3．2 药物的体内分布

4．3．3 体内抗肿瘤活性研究

4．3．4 肺转移的抑制

4．3．5 统计学分析

4．4 结果与讨论

4．4．1 体内组织分布

4．4．2 体内抗肿瘤效果

4．4．3 对肺转移的抑制

4．5 本章小结

全文结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

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