pH敏感生物可降解聚合物囊泡用于亲水抗癌药物的癌细胞内释放

发布时间：2017-05-10 22:07

  本文关键词：pH敏感生物可降解聚合物囊泡用于亲水抗癌药物的癌细胞内释放，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：亲水性抗癌药物包括蛋白质和水溶性小分子抗癌药物需要进入肿瘤细胞内部才能诱导细胞凋亡。但是,临床上直接使用这些抗癌药物遇到诸多瓶颈,譬如,循环时间短、生物利用率低以及细胞膜穿透性差等,导致毒副反应较大,药效较低。纳米载体尤其是聚合物囊泡有望解决这些问题。但是,传统的聚合物囊泡包封亲水药物效率较低、细胞内释放缓慢,限制了其应用。在本论文中,我们设计合成了内涵体p H敏感、生物可降解聚合物囊泡用于高效装载亲水药物及癌细胞内的快速药物释放。第二章中,我们设计通过结合活性开环聚合和迈克尔加成反应合成了三嵌段共聚物聚乙二醇-b-聚(2,4,6-三甲氧基苯甲缩醛-季戊四醇)碳酸酯-b-聚(丁二酸修饰的碳酸酯)(PEG-PTMBPEC-PSAC),其自组织形成p H敏感、生物可降解具有不对称膜结构的聚合物囊泡(CP);后者能高效装载亲水药物盐酸多柔比星(DOX?HCl),在巨噬细胞RAW264.7、人乳腺癌细胞MCF-7和耐药性的MCF-7/DOXR细胞中体现了强抗癌活性。溶剂置换法制得的CP粒径在145.2-158.3 nm之间,粒径分布较窄(PDI0.1-0.18)。载DOX?HCl的PEG-PTMBPEC-PSAC囊泡(DOX?HCl-CP)体现了小粒径、高装载效率(可达96.8%)和酸响应的药物释放性能。CLSM实验结果显示,DOX?HCl-CP在孵育6 h后就能把药物有效运输到MCF-7和MCF-7/DOXR细胞核中。MTT细胞毒性测试结果表明,该载药囊泡可高效杀死RAW 264.7和MCF-7细胞,具有与自由DOX?HCl接近的半致死浓度(IC50为0.51μg/m L和0.87μg/m L),但是对MCF-7/DOXR细胞,其IC50比DOX?HCl的要低5倍。同时装载无毒剂量的盐酸维拉帕米(VRP)和DOX?HCl到该囊泡,使得该载药囊泡的敏感性大大提高,药效明显提升(IC50为1.96μg/m L,比自由DOX?HCl的低29倍),可能是VRP抑制了细胞膜上p-糖蛋白的功能,从而逆转MCF-7/DOXR的抗药性。接着在第三章中,我们探索了表面偶联PSMA靶向配体(Acupa)的PEG-PTMBPEC-PSAC囊泡在运载蛋白药物治疗前列腺癌细胞中的应用。两种聚合物Acupa-PEG-PTMBPEC-PSAC和PEG-PTMBPEC-PSAC以特定比例共自组装形成表面靶向分子密度可调、具有不对称膜结构的囊泡(Acupa-CPs),其粒径在160 nm左右,PDI为0.1-0.2。该Acupa-CPs展现出优异的蛋白包封性能(效率67-96%)和酸刺激下快速蛋白释放的性能。CLSM和MTT实验结果揭示了装载细胞色素C的该囊泡(CC-Acupa10-CPs)相比于非靶向的CC-CPs和自由的CC,更能特异性靶向和高效释放蛋白到PSMA过表达的LNCa P细胞中,表现出优异的抗肿瘤效率。更值得注意的是,装载颗粒酶B的该囊泡(Gr B-Acupa10-CPs)能更加高效地诱导LNCa P细胞凋亡,其IC50低至1.6 n M。进一步实验结果表明,Gr B-Acupa10-CPs靶向释放蛋白到线粒体,促使线粒体通透性增强而释放出凋亡蛋白,引发细胞凋亡。另外,小鼠活体实验结果显示,非靶向囊泡(CPs)和靶向囊泡(Acupa-CPs)的血液循环的半衰期分别为3和3.3小时。因此,这种能高效运载亲水抗癌药物的p H敏感生物可降解聚合物囊泡为癌症的靶向治疗提供新的平台。
【关键词】：不对称囊泡 生物可降解 pH敏感 阿霉素盐酸盐 蛋白运载 PSMA靶向 前列腺癌
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O631.3;TQ460.1
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 文献综述11-30
• 1.1 引言11-12
• 1.2 抗癌药物简介12-14
• 1.2.1 小分子抗癌药物12
• 1.2.2 生物大分子抗癌药物12-13
• 1.2.3 抗癌纳米药物13-14
• 1.3 聚合物囊泡（Polymersomes）14-16
• 1.4 具有不对称膜结构的聚合物囊泡（Chimaeric Polymersomes）16
• 1.5 刺激响应性聚合物囊泡16-21
• 1.5.1 p H响应性聚合物囊泡17
• 1.5.2 还原响应性聚合物囊泡17-19
• 1.5.3 超声波响应性聚合物囊泡19
• 1.5.4 磁响应性聚合物囊泡19-20
• 1.5.5 其他响应性聚合物囊泡20-21
• 1.6 靶向聚合物囊泡21-24
• 1.7 本论文的设计24-26
• 参考文献26-30
• 第二章 生物可降解聚合物囊泡运送亲水抗癌药到敏感和耐药性MCF-7 细胞内30-57
• 2.1 引言30-31
• 2.2 实验部分31-37
• 2.2.1 原料、试剂及测试31-32
• 2.2.2 合成三嵌段聚合物PEG-PTMBPEC-PAC32-33
• 2.2.3 合成羧基功能化的三嵌段聚合物PEG-PTMBPEC-PSAC33
• 2.2.4 聚合物囊泡的制备33
• 2.2.5 聚合物囊泡结构的表征33-34
• 2.2.6 聚合物囊泡中缩醛水解速率及其粒径的变化的测定34
• 2.2.7 DOX?HCl和/或盐酸维拉帕米（VRP）的（共）装载和体外释放34-35
• 2.2.8 聚合物囊泡的细胞毒性实验（MTT）35-36
• 2.2.9 载药囊泡的内吞和细胞内释放实验36
• 2.2.10 聚合物囊泡在小鼠体内的血液循环实验36-37
• 2.3 结果与讨论37-54
• 2.3.1 合成和表征三嵌段聚合物PEG-PTMBPEC-PAC37-38
• 2.3.2 合成功能化三嵌段PEG-PTMBPEC-PSAC38-42
• 2.3.3 具有不对称膜结构的聚合物囊泡的制备42-44
• 2.3.4 p H触发的囊泡中缩醛的水解和粒径的变化44
• 2.3.5 阿霉素盐酸盐（DOX?HCl）的装载和体外释放44-47
• 2.3.6 DOX?HCl的细胞内释放和细胞毒性47-50
• 2.3.7 CP3囊泡共装载盐酸维拉帕米（VRP）与DOX?HCl以克服MCF-7/DOXR细胞的耐药性50-53
• 2.3.8 CP3囊泡在小鼠体内的血液循环53-54
• 2.4 本章小结54-55
• 参考文献55-57
• 第三章 生物可降解聚合物囊泡特异性靶向前列腺癌细胞并运送细胞毒性蛋白57-88
• 3.1 引言57-59
• 3.2 实验部分59-65
• 3.2.1 原料、试剂和仪器表征59-60
• 3.2.2 合成Acupa-PEG-PTMBPEC-PSAC60-61
• 3.2.3 具有不对称膜的聚合物囊泡（Acupa-CPs）的制备与表征61
• 3.2.4 蛋白质的装载和体外释放实验61-62
• 3.3.5 ABTS方法测释放出CC的电子转移活性62
• 3.2.6 CLSM来研究囊泡药物的细胞内吞和细胞外释放62-63
• 3.2.7 MTT实验测定囊泡和载药囊泡的细胞毒性63
• 3.2.8 流式细胞仪和CLSM用Annexin V-FITC/ PI双染分析细胞凋亡63-64
• 3.2.9 LNCa P细胞线粒体膜电位的测定64
• 3.2.10 靶向聚合物囊泡在小鼠体内的血液循环实验64-65
• 3.3 结果与讨论65-83
• 3.3.1 设计合成靶向聚合物Acupa-PEG-PTMBPEC-PSAC65-69
• 3.3.2 肿瘤靶向的p H敏感聚合物囊泡(Acupa-CPs)的制备69-71
• 3.3.3 蛋白质的装载和酸触发的体外释放71-72
• 3.3.4 FITC-CC-Acupa-CPs的细胞内吞和细胞内蛋白质释放72-74
• 3.3.5 CC-Acupa-CPs的抗肿瘤活性的研究74-75
• 3.3.6 Gr B-Acupa-CPs引起细胞凋亡的研究75-82
• 3.3.7 空靶向囊泡的小鼠体内循环实验82-83
• 3.4 结论83
• 参考文献83-88
• 第四章 结论与展望88-90
• 4.1 本文研究的主要结论88-89
• 4.2 展望89-90
• 攻读硕士学位期间本人出版或公开发表的论著、论文90-91
• 致谢91-92

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 景婧;李轶;刘剑;展思辉;;电形成法制备脂质体[J];化学进展;2011年12期

  本文关键词：pH敏感生物可降解聚合物囊泡用于亲水抗癌药物的癌细胞内释放，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：355569