转铁蛋白修饰纳米钻石的制备及其靶向肿瘤细胞生物效应

摘要

目前用于癌症治疗的手段主要有手术、放疗、化疗和生物治疗等,但各种治疗手段都给患者带来极大的痛苦,而且对中晚期癌症病人作用不明显,因此研究有效且低伤害的靶向治疗方法尤为迫切。近年来随着纳米科学与生命科学、医学等学科的有机结合,纳米生物医学已经成为引人瞩目的新兴交叉学科之一。其中以纳米钻石为代表的纳米粒子,以其具有特殊的生物相容性好、无毒性、尺寸小、光学与化学性质稳定和表面易修饰等优点,在生物医学领域的应用潜力引起了人们广泛关注。　　本论文首先采用纳米钻石(ND)作为载体,转铁蛋白(Tf)作为靶向配体修饰纳米钻石,制备了靶向载体;其次以阿霉素(DOX)为药物模型制备了靶向载药系统。研究了它们与细胞之间的生物效应。主要工作如下:　　1、选用聚赖氨酸(PL)做桥梁,制备了FND-PL-Tf靶向纳米颗粒,以人宫颈癌细胞(HeLa)为体外模型,利用激光共聚焦显微镜、流式细胞仪研究了FND-PL-Tf纳米颗粒与细胞的相互作用,发现FND-PL-Tf能进入活细胞且位于细胞质;细胞摄取FND-PL-Tf纳米颗粒的数量与颗粒浓度、时间有关,由网格蛋白决定、转铁蛋白受体介导机制进入细胞。FND-PL偶联不同Tf量的FND-PL-Tf纳米颗粒与HeLa细胞作用,发现偶联最多Tf的FND-PL-Tf纳米颗粒,进入细胞的量最少,这可能与空间位阻效应密切相关,表明细胞摄取FND-PL-Tf纳米颗粒的数量与纳米颗粒表面偶联转铁蛋白量有关。该研究显示FND-PL-Tf纳米颗粒具有肿瘤靶向检测功能。　　2、由Tf、DOX和ND三者连接顺序的优化,制备了不同的纳米药物,并与HepG2细胞作用,选定了靶向效果最好的纳米药物ND-Tf-DOX。制备方法如下:首先Tf与DOX通过物理吸附制备出Tf-DOX复合物,再与ND共价偶联。用激光动态光散射仪测得其Zeta电位值为(-8.95±1.5)mV,粒径大小为(235±1.8)nm。由紫外可见分光光度法计算出ND上偶联Tf的量为(790±35)μg/mg,吸附DOX的量为(70±7)μg/mg。　　3、以人肝癌细胞(HepG2)、人宫颈癌细胞(HeLa)、人胚肾细胞(HEK293)为体外模型,采用流式细胞法、激光共聚焦显微镜、MTT比色法研究了ND-Tf-DOX体系与细胞的相互作用。细胞流式仪测定结果表明细胞内吞ND-Tf-DOX具有时间、能量、温度依赖性,是网格蛋白决定、受体介导的过程,而且与细胞表面受体表达量有关。激光共聚焦技术再次证明ND-Tf-DOX是由受体介导途径进入细胞且位于溶酶体内。MTT比色法表明纳米颗粒ND和ND-Tf均具有良好的生物相容性;ND-Tf-DOX相对ND-DOX对细胞的杀伤力明显增大,显示ND-Tf-DOX对肿瘤细胞具有靶向性,因此其具有作为靶向抗癌药物的潜在应用前景。

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第一章 综述

1.1 肿瘤治疗与靶向治疗

1.2 纳米载体与纳米钻石

1.3 转铁蛋白-转铁蛋白受体转运途径对纳米颗粒的靶向性运输

1.4 本论文研究意义、内容及创新点

第二章 荧光纳米钻石-聚赖氨酸-转铁蛋白的制备及细胞吸收机制研究

2.1 材料与仪器

2.2 实验方法

2.3结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 纳米钻石靶向载药材料的制备

3.1 实验试剂与实验仪器

3.2 实验方法

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 纳米钻石-转铁蛋白-阿霉素与细胞的靶向性研究引言

4.1材料与仪器

4.2 实验方法

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

攻读硕士期间取得的研究成果

致谢

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