双重靶向磁性纳米载体的制备及其在肿瘤治疗中的应用

发布时间：2018-11-19 08:50

【摘要】：药物传递系统(DDSs)为提高化疗药物的抗肿瘤疗效发挥了重要作用,正受到越来越多研究者的关注。基于超顺磁性四氧化三铁纳米颗粒(SPIONs)的DDSs是一类具有特殊功能的纳米载体,其独特的磁靶向功能可将纳米药物载体高效集中地富集到病灶部位,增强药物在肿瘤部位的浓度,降低对正常组织的毒副作用。本论文构建了一系列双重靶向磁性纳米药物载体,考察了在双重靶向作用下这些磁性药物传递系统(MDDSs)在体内外的抗肿瘤活性。论文第二章,依据不同肿瘤细胞表面叶酸受体(FR)表达程度存在差异的特点,创新性地提出了调控纳米载体表面配体的含量以实现对人宫颈癌细胞(HeLa)靶点最佳配对的设计思路,设计了用连接叶酸(FA)靶分子的普朗尼克F127 (PEO-PPO-PEO)表面修饰的超顺磁性四氧化三铁(SPIONs),通过调节材料表面FA配体数量得到了具有梯度靶向能力的磁性纳米颗粒SPIONs-F127-FAx。体外普鲁士蓝染色、荧光成像、冰冻切片、流式细胞等定性检测,电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)定量测定铁离子含量等实验数据表明,SPIONs-F127表面FA的最佳数量为2.3×1018～2.5×1018(g·NPs)-1。给荷小鼠乳腺癌细胞(4T1)的BALB/c小鼠注射梯度靶材料后,发现所有材料都通过FR介导的吞噬作用被4T1细胞摄取,吞噬量与FA数量呈正相关,且外加磁场能增强FR介导的吞噬作用。论文第三章,根据星形磁性胶束在药物控释体系中的空缺,我们构建了一种苯硼酸(PBA)靶向及还原敏感响应的星形磁性胶束。该胶束由四臂的聚己内酯(PCL)开环,通过二硫键连接一端修饰PBA的聚乙二醇(PEG)以靶向肿瘤细胞表面过表达的唾液酸受体(SA)。通过溶剂挥发同时载入抗肿瘤药物阿霉素(DOX)和SPIONs得到星形磁性载药胶束DOX@M-SPECLss-PBA,较直链载药胶束(DOX@M-PECLss-PBA)具有更低的CMC值,在血液循环中的稳定性更高,还原敏感性更强。将DOX@M-SPECLss-PBA与SA过表达的人肝癌细胞(HepG2)和人宫颈癌细胞(HeLa)以及SA低表达的人乳腺癌细胞(MCF-7)和人肺癌细胞(A549)共培养,定性和定量地考察在有无外加磁场作用下,SA表达各异的肿瘤细胞对材料的吞噬情况。体内分布和抑瘤实验表明,外加磁场和PBA靶向能让DOX@M-SPECLss-PBA集中富集在肿瘤组织,具有很高的抑瘤效果和生物相容性。TUNEL和CD31染色显示双靶向组胶束DOX@M-SPECLss-PBA处理的肿瘤细胞凋亡数量最多、凋亡率最高,同时显著抑制了肿瘤血管的再生,进一步地从组织水平证实了 DOX@M-SPECLss-PBA对肿瘤组织的治疗效果。论文第四章,根据传统DDSs在血液循环中普遍存在提前释药的特点,我们利用介孔二氧化硅(MSN)的高储存载药空间,设计了具有还原敏感交联网络结构的纳米载体MMSN-S2-PEI-PEG-PBA。释药曲线表明,PEI交联网络在血液循环和细胞外基质中呈现关闭状态,能有效避免药物的突释,只有进入肿瘤细胞在高浓度谷胱甘肽(GSH)刺激下,网络结构迅速脱落,开关打开,药物从孔道内释放出来。激光共聚焦(CLSM)和z轴叠加图像表明,释放后的药物能进入细胞核。透射电子显微镜(TEM)观察细胞内切片发现,引用外加磁场可提高HepG2细胞对MMSN-S2-PEI-PEG-PBA的摄取,增强细胞毒性。21天的抑瘤数据显示,MMSN-S2-PEI-PEG-PBA对荷小鼠肝癌细胞(H22)的Balb/c小鼠抑瘤率可达到93.1%,具有很高的抗肿瘤活性和生物相容性。HE和CD31染色显示双靶向组MMSN-S2-PEI-PEG-PBA处理的肿瘤细胞凋亡特征最明显、肿瘤细胞数量最少,不再出现肿瘤血管再生现象,进一步地从组织水平证实了交联DOX@MMSN-S2-PEI-PEG-PBA对肿瘤组织的治疗效果。
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【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R943;TB383.1

【参考文献】