内源刺激响应型纳米载体构建及其药物释放对肝癌的抑制

发布时间：2020-06-07 23:51

【摘要】：刺激响应型纳米药物载体具有提高药物利用率、实现在肿瘤部位按需给药、降低药物的毒副作用等优势,成为药物传递领域的研究热点。但它们用于肿瘤的联合治疗还存在诸多挑战,为构建更加智能化的载体系统,提高载体联合载药能力、靶向传递能力和可控释放能力,本文设计合成了一系列内源刺激响应型自组装纳米药物传递系统。首先,采用药物键合与基因静电组装的方法构建了pH响应型自组装药物传递系统。将阿霉素(DOX)通过pH敏感的腙键与壳聚糖-聚乙烯亚胺(CS-PEI)相连接,获得壳聚糖-聚乙烯亚胺-对肼基苯甲酸-阿霉素前药聚合物(CS-PEI-HBA-DOX),将Bcl-2 si RNA通过静电吸附作用与CS-PEI-HBA-DOX共组装,并用甘草次酸(GA)对载体进行靶向修饰,获得pH响应型化学药物和基因药物共传递体系GA-CS-PEI-HBA-DOX@si RNA。通过GA受体介导的内吞作用,增强了对肝癌细胞的靶向传递能力。载体的粒子尺寸和表面电荷与聚合物/核酸(N/P)比值密切相关。GA-CS-PEI-HBA-DOX@si RNA的粒径随着N/P值的增大而增大,zeta电位随着N/P的增大而升高。胶束表面电荷具有可转换的特性,有利于延长载药纳米粒子在血液循环中的滞留时间,同时促进其在肿瘤组织中的富集。在血液循环过程中,GA-CS-PEI-HBA-DOX@si RNA保持与DOX和si RNA的结合状态,防止药物泄漏;在肿瘤细胞微酸性条件下,腙键发生断裂,胶束结构解体,完成药物的可控靶向释放。其次,利用疏水包埋法构建了氧化还原响应型自组装药物传递系统。以低分子量的聚己内酯(PCL)作为疏水核心,利用含有二硫键的胱氨分子作为连接基团,连接羧甲基壳聚糖合成聚己内酯-胱氨-羧甲基壳聚糖聚合物(PCL-SS-CS)。将DOX和脱镁叶绿酸A(PHA)通过疏水相互作用包埋到PCL-SS-CS胶束的疏水核心中,并将GA作为靶向配体修饰到胶束表面,获得氧化还原响应型化学药物和光动力治疗药物共传递体系PCL-SS-CS-GA@DOX/PHA。该胶束对药物的释放具有明显的还原性谷胱甘肽(GSH)响应特性。在0.01 m M GSH环境中可很好地保持与DOX和PHA的结合状态,减少对正常组织器官的毒副作用;在10 m M GSH溶液中,随着二硫键的断裂,胶束结构破坏,释放出荷载的DOX与PHA。为了解决聚合物胶束传递系统载药量偏低的问题,构建了小分子前药自组装纳米药物传递系统。取含有邻二醇结构或烯醇式结构的卡培他滨(CAP)、姜黄素(CCM)以及赖氨酸改性的姜黄素(LCM)与含有硼酸结构的硼替佐米(BTZ)、硼酸化改性的DOX(DOX-PBA)和PHA(PHA-PBA)进行反应,合成含有硼酸酯键的前药化合物。采用旋膜蒸发法或透析法使前药分子在水溶液中自组装形成纳米粒子。小分子前药自组装纳米药物传递系统的制备方法简单,性能高效稳定。小分子前药化合物的临界胶束浓度与原药化合物亲/疏水性密切相关。制备的LCM-PBA-PHA胶束对低pH值、高活性氧(ROS)浓度和高ATP浓度刺激具有敏感性,并且在双重或三重刺激条件下,胶束解体程度和药物释放程度更加彻底。通过体外人肝癌细胞HepG2模型和体内HepG2异种移植模型研究了刺激响应型纳米药物载体对肿瘤细胞的抑制效果、药代动力学性质、靶向传递性能和联合肿瘤治疗效果。本研究制备的刺激响应型纳米药物载体在体内和体外都表现出高效的药物共传递能力。经静脉注射给药之后,能够显著延长药物的平均驻留时间和半衰期,增强药物在肿瘤部位的富集程度,提高生物利用度。GA-CS-PEI-HBA-DOX@si RNA胶束能够充分发挥DOX和Bcl-2 si RNA联合治疗效果,在体外和体内对HepG2肿瘤的联合抑制作用明显高于单一药物治疗。由于化疗和光动力疗法的协同作用,经PCL-SS-CS-GA传递的DOX和PHA显著提高了对HepG2肿瘤的治疗效果。制备的LCM-PBA-PHA@si RNA载体系统可充分发挥si RNA的基因治疗和PHA的光动力治疗的联合治疗作用,对HepG2异种移植模型肿瘤的抑制率达到86.8%。
【图文】：

复合物,琼脂糖凝胶电泳

第 3 章 pH 响应型自组装纳米载体的构建及性能评价A-CS-PEI-HBA-DOX@siRNA 胶束的制备及表征的 GA-CS-PEI-HBA-DOX 聚合物，含有大量的 PEI 基团，在，zeta 电位为 17.3 mV，在组装过程中，可通过静电吸引作酸。为了检测聚合物 GA-CS-PEI-HBA-DOX 与 siRNA 自组装，采用一系列不同质量比的 GA-CS-PEI-HBA-DOX@siRNAw:w）为 0.1:1，0.2:1，0.5:1，1:1，1.5:1，2:1，4:1，8:1）进实验。裸露的 siRNA 可随附加在琼脂糖凝胶的电场进行迁移复合的 siRNA 则会滞留在琼脂糖凝胶的加样孔中。结果如的 siRNA 呈现明亮的迁移条带。N/P 质量比小于 1.5:1 时，出较为明亮的条带，表明此时 GA-CS-PEI-HBA-DOX 不能但随着 N/P 质量比的增大，迁移带的亮度依次变窄变暗。量为 2:1 时，迁移带完全消失，此时 GA-CS-PEI-HBA-DOX 可成电中性或正电性的胶束。

红外图谱,样品,胶束

图 4-4 不同样品的红外图谱从上到下依次为 PCL-SS-CS-GA、PCL-CS-GA、PCL-CS、CS 和 GAFig. 4-4 FTIR spectra of PCL-SS-CS-GA, PCL-CS-GA, PCL-CS, CS and GA4.4 PCL-SS-CS-GA 和载药 PCL-SS-CS-GA 胶束的制备与表征4.4.1 PCL-SS-CS-GA 胶束的制备采用透析法制备 PCL-SS-CS-GA 胶束，，通过 TEM 和 DLS 对其形貌、尺寸、粒径分布和表面电位等性质进行分析。 PCL-CS-GA 和PCL-SS-CS-GA 胶束的透射电镜图像如图 4-5（a，b）所示，制备的两种胶束都呈现规则的球形或椭球形胶束状态，PCL-CS-GA 胶束的平均粒径为 109.4 nm，PCL-SS-CS-GA 胶束的平均粒径为 122.4 nm。合适的尺寸和在溶液中的稳定性非常有利于胶束载体通过EPR效应在肿瘤部位的富集。DLS 分析结果显示，所制备的胶束在 pH 为 7.4 的 PBS 溶液中粒径均一，分散性良好，稳定性强，在 PBS 溶液中静置 28 d，粒径尺寸没有发生明
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ460.1;TB383.1

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