金纳米棒用于铂类药物的输送

摘要

顺铂及其衍生物卡铂和奥沙利铂是临床广泛使用的抗肿瘤药物，目前超过50％癌症患者接受含有铂类药物的化疗方案。但是，由于铂类药物的毒副作用和肿瘤的耐药性(包括固有性耐药和获得性耐药)，铂类药物的临床应用受到了一定的限制。近年来，药物运输的研究与应用备受关注。通过药物载体的应用，可望在提高药物的活性、克服肿瘤的耐药性以及通过提高药物的靶向性降低药物毒副作用方面发挥作用。
　　 本论文采用低毒性与低活性的四价铂作为前体药物，使用聚乙二醇化的金纳米棒(PEG-GNRs)为载体，制备了铂药物运输体系Pt-PEG-GNRs。该体系通过双重PEG化，获得了在生理条件下高度稳定的纳米载体，这一载体对肿瘤细胞和正常细胞的毒性均较低。在此基础上，将四价铂前体药物通过共价结合，获得了在生理条件下稳定存在的药物输送体系。
　　 本论文考察了Pt-PEG-GNRs药物输送体系对肿瘤的细胞毒性。结果表明，跟顺铂相比，Pt-PEG-GNRs对宫颈癌细胞(HeLa)、肺癌细胞(A549)和乳腺癌细胞(MCF-7)的细胞毒性分别提高了9.1、12.2和65.6倍。实验证实，通过Pt-PEG-GNRs输送，细胞对铂的摄取量得到了明显提高，HeLa、A549和MCF-7对铂的摄取量分别提高到2.1、1.3和4.1倍，表明纳米载药体系主要通过增加铂药物的细胞摄取量提高铂药物作用效率。
　　 作为铂类药物的作用靶点DNA，其铂化程度决定药物的作用效率。降低DNA的铂化是细胞获得顺铂耐药的一个主要原因，其中下调细胞对顺铂摄取量和增加细胞内顺铂解毒作用是降低DNA铂化的重要途径。研究发现Pt-PEG-GNRs具有对抗细胞耐药性的能力，它将耐药细胞(A549R)的耐药指数由7.1降为1.3。机理研究表明，A549R细胞由于Ctrl表达量下调导致铂药物摄取量下降，而载药体系通过金纳米棒诱导的细胞内吞，显著提高细胞对铂药物的摄取量，从而克服细胞耐药性。另一方面，在耐药细胞A549R中，具有解毒作用的谷胱甘肽和金属硫蛋白高表达，这些物质与顺铂的反应导致其药效下降，而它们与四价铂前体药物的反应活性较低，因而，载药体系具有部分对抗细胞解毒的功能。
　　 本文制备了可在生理条件下稳定的铂药物输送体系Pt-PEG-GNRs，它不仅能够提高铂药物的作用效率，而且可以克服铂药物的耐药性。这项研究为铂类药物的应用提供了新的策略：本论文的机理研究可为新型铂类药物载体的设计提供理论依据。