多功能树状大分子纳米载药体系的构建及其肿瘤治疗应用

发布时间：2017-04-08 00:03

  本文关键词：多功能树状大分子纳米载药体系的构建及其肿瘤治疗应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：药物输送体系的构建和应用被认为会在不久的将来改变制药和生物技术产业现状。目前基于树状大分子构建的纳米药物输送体系已成为分子药剂学的一个研究热点。本课题系以第五代聚酰胺-胺树状大分子(generation5Polyamidoamine dendrimer, G5PAMAM dendrimer)为药物载体,构建多种药物输送体系用于癌症治疗。不同官能团被共价连接到树状大分子表面以改善其生物相容性,并赋予其细胞内定位和靶向输送药物功能。不同抗肿瘤药物通过物理包裹或化学键合的方式负载到功能化的树状大分子上；功能化树状大分子载体和树状大分子/药物复合物的性质及生物医学应用得到了详细研究。 本研究首先将G5PAMAM树状大分子表面分别进行全部乙酰化、全部羟基化或全部羧基化修饰,得到三种衍生物G5.NHAc. G5.NGlyOH和G5.SAH,并分别包裹抗肿瘤药物阿霉素(DOX),用于研究不同表面修饰基团对树状大分子/药物复合物生物活性的影响。紫外表征结果显示,对于任一种修饰后树状大分子而言,每个树状大分子均可负载4-9个药物分子。多重NMR技术,包括一维NMR和二维NMR核磁分析结果表明,功能化树状大分子与药物的相互作用强度差异可用来解释载药复合物的体外药物释放速率的不同。MTT分析和细胞形态观察结果表明载药复合物的生物活性仅与药物DOX有关,其中G5.NHAc或G5.NGlyOH树状大分子与药物DOX相互作用较强,形成的复合物更加稳定,可视为较理想的药物DOX输送载体；而G5.SAH树状大分子与药物DOX相互作用较弱,形成的复合物不太稳定,不适合未来体内抗肿瘤研究开发。本章结果证明树状大分子的表面修饰对构建药物输送体系用于治疗尤为关键。 随后进一步合成了多功能的树状大分子药物载体。荧光标记物异硫氰酸荧光素(FI)和靶向试剂叶酸(FA)被分别连接到氨基基团上,并通过局部乙酰化或全部乙酰化反应中和了G5PAMAM树状大分子表面的部分或全部剩余氨基基团。紫外和’H NMR等表征结果显示,成功制备出功能化树状大分子药物载体G5.NHAc、 G5.NHAc-FA、G5.NHAc-FI或G5.NHAc-FA-FI。 多功能树状大分子G5.NHAc-FA-FI被用来包裹新型抗肿瘤药物combretastatin A4(CA4),用于药物缓释和靶向癌症治疗。研究结果显示,G5.NHAc-FA-FI/CA4复合物可将疏水性药物CA4的水溶性从11.8μg/mL提高到240μg/mL。体外释放动力学研究结果表明该载药复合物可缓慢持续释放药物CA4。MTT分析和细胞形态观察结果均显示载药复合物的细胞毒性与相同浓度下的纯药CA4相似；更重要的是该复合物可对叶酸受体过表达的KB细胞靶向选择并表现出特异性的治疗效果。 进一步研究中,抗肿瘤药物DOX被共价连接到树状大分子表面,用于药物的pH诱导控释和癌症靶向治疗研究。与物理包裹载药方式不同的是,本章研究通过化学键合载药方式,具体通过酸敏感的顺乌头酸键介导药物DOX和树状大分子的连接,制备出了更加稳定的载药复合物dendrimer-DOX (G5.NHAc-DOX和G5.NHAc-FA-DOX)。体外释放结果显示,中性条件下dendrimer-DOX几乎不释放药物；而酸性条件下,随着酸性增加,药物释放速率和累积量相应增加。MTT分析、细胞形态观察、流式细胞仪检测技术和共聚焦显微镜观察结果显示,dendrimer-DOX的抗肿瘤作用不但仅与DOX药物本身相关,而且叶酸修饰的G5.NHAc-FA-DOX可特异性靶向叶酸受体过表达的KB细胞,表现出靶向抗肿瘤活性。
【关键词】：聚酰胺-胺树状大分子 药物输送 癌症治疗 叶酸靶向 顺式乌头酸酐 pH诱导控释 阿霉素 combretastatinA4
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TQ460.1;O631.3
【目录】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 绪论13-24
• 1.1 引言13
• 1.2 树状大分子概况13-15
• 1.2.1 树状大分子简介13-15
• 1.3 树状大分子性质15-16
• 1.3.1 理化性质15
• 1.3.2 生物相容性15-16
• 1.4 树状大分子载药研究16-19
• 1.4.1 物理包裹和吸附17-18
• 1.4.2 化学键合18-19
• 1.5 多功能树状大分子载药体系的构建19-21
• 1.6 研究内容及方法21-23
• 1.7 创新性23-24
• 第二章 不同官能团修饰化的树状大分子对负载的阿霉素生物活性的影响探究24-42
• 2.1 前言24-25
• 2.2 实验部分25-29
• 2.2.1 材料和仪器25-26
• 2.2.2. 三种树状大分子载体的合成26-27
• 2.2.3 树状大分子对DOX的负载27
• 2.2.4 紫外吸收表征27
• 2.2.5 体外释放动力学研究27-28
• 2.2.6 生物学评价28-29
• 2.2.7 NMR 研究29
• 2.2.8 数据统计29
• 2.3 结果与讨论29-40
• 2.3.1 树状大分子对DOX的负载29-30
• 2.3.2 体外释放动力学研究30-32
• 2.3.3 生物学活性评价32-34
• 2.3.4 一维 (1D) NMR 研究结果34-36
• 2.3.5 二维(2D)NMR研究结果36-39
• 2.3.6 Dendrimer和DOX相互作用机制39-40
• 2.4 小结40-42
• 第三章 多功能PAMAM树状大分子药物载体的制备及表征42-49
• 3.1 前言42-43
• 3.2 实验部分43-45
• 3.2.1 材料和仪器43
• 3.2.2. 多功能树状大分子载体的合成43-44
• 3.2.3. 紫外吸收表征44
• 3.2.4. 氢核磁共振(~1H NMR)表征44-45
• 3.3 结果与讨论45-48
• 3.3.1 多功能树状大分子载体的制备45
• 3.3.2 树状大分子的紫外吸收表征45-46
• 3.3.3 树状大分子的~1H NMR表征46-48
• 3.4 小结48-49
• 第四章 多功能树状大分子对combretastatin A4的负载及体外释放和抗肿瘤效果的研究49-63
• 4.1 前言49-50
• 4.2 材料与方法50-53
• 4.2.1 材料和试剂50
• 4.2.2 主要仪器50-51
• 4.2.3 树状大分子对CA4的负载51
• 4.2.4 表面电势表征51
• 4.2.5 体外释放动力学研究51
• 4.2.6 HPLC色谱条件51-52
• 4.2.7 生物学评价52-53
• 4.2.7.1 半抑制浓度的研究52
• 4.2.7.2 抗肿瘤效果研究52-53
• 4.2.7.3 载药复合物靶向治疗研究53
• 4.2.8 数据统计53
• 4.3 结果与讨论53-61
• 4.3.1 Dendrimer对CA4的负载53-55
• 4.3.2 体外释放动力学55-56
• 4.3.3 体外抗肿瘤药效56-58
• 4.3.4 靶向抗肿瘤效果58-61
• 4.4 小结61-63
• 第五章 Dendrimer-DOX共价结合物的pH诱导释放和靶向癌症治疗研究63-83
• 5.1 引言63-64
• 5.2 实验部分64-70
• 5.2.1 材料和仪器64-65
• 5.2.1.1 药品和试剂64
• 5.2.1.2 主要仪器64-65
• 5.2.2 DOX标准曲线的建立65
• 5.2.3 阿霉素酮标准曲线的建立65-66
• 5.2.4 Dendrimer-DOX的合成66-67
• 5.2.4.1 顺式乌头酸酐-DOX(CAD)的合成66
• 5.2.4.2 Dendrimer-DOX的合成66-67
• 5.2.5 CAD的表征67
• 5.2.6 Dendrimer-DOX的表征67
• 5.2.7 Dendrimer-DOX的药物含量测定67
• 5.2.8 体外释放动力学研究67-68
• 5.2.9 生物学评价68-70
• 5.2.9.1 载体材料的细胞毒性研究68
• 5.2.9.2 细胞半抑制浓度的研究68
• 5.2.9.3 细胞形态学观察68-69
• 5.2.9.4 细胞摄取69
• 5.2.9.5 靶向抗肿瘤效果研究69
• 5.2.9.6 细胞内定位研究69-70
• 5.2.10 数据统计70
• 5.3 结果与讨论70-81
• 5.3.1 DOX的浓度-吸光值标准曲线70
• 5.3.2 DOXone的浓度-吸光值标准曲线70-71
• 5.3.3 CAD的合成与表征71-74
• 5.3.3.1 CAD的合成71-72
• 5.3.3.2 CAD的表征72-74
• 5.3.4 Dendrimer-DOX的合成与表征74-76
• 5.3.4.1 Dendrimer-DOX的合成74-75
• 5.3.4.2 Dendrimer-DOX的紫外表征75-76
• 5.3.5 体外释放动力学76-77
• 5.3.6 载体材料细胞毒性77
• 5.3.7 Dendrimer-DOX的细胞毒性77-78
• 5.3.8 细胞形态观察78-79
• 5.3.9 细胞摄取79-80
• 5.3.10 靶向抗肿瘤效果80
• 5.3.11 激光共聚焦分析80-81
• 5.4 小结81-83
• 第六章 结论和展望83-85
• 6.1 结论83-84
• 6.2 展望84-85
• 参考文献85-91
• 攻读硕士期间发表的文章及获奖情况91-92
• 致谢92

【共引文献】

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本文编号：291602