氧化还原响应性超支化聚酰胺胺衍生物在肿瘤治疗中的应用

发布时间：2017-08-18 13:23

  本文关键词：氧化还原响应性超支化聚酰胺胺衍生物在肿瘤治疗中的应用

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【摘要】：阳离子聚合物作为载体用于肿瘤治疗是近年来生物材料领域研究的热点之一,阳离子聚合物外端含有大量可修饰的基因,在经过功能性分子的修饰后,能够高效率地负载药物和治疗基因,将药物和治疗基因精准地递送到肿瘤细胞内,从而达到抑制肿瘤细胞增殖,杀死肿瘤细胞的作用。虽然在这个方面的研究已经获得了诸多振奋人心的成就,但是许多难题依然制约着实际应用,比如:作为基因载体,阳离子聚合物的转染效率远低于病毒载体的转染效率,低转染效率必然影响肿瘤治疗的有效性;单一的基因治疗耗时长,治疗效果不如传统的药物化疗。另一方面,作为载体材料,进入体内的途径大多为静脉注射,因此载体材料在体内循环时将无法避免与血液发生接触,与血液中的成分发生相互作用,因此载体材料的血液相容性方面的研究也是需要完成的工作,否则难以在临床中应用。含双硫键的超支化聚酰胺胺外端含有大量活性基团氨基,易于被修饰而使其具有多功能,如接上靶向分子而具有靶向功能或者连接上胶束而具有负载化疗药物的功能。加之其本身呈现正电性,可以包裹DNA,作为基因载体来运用。双硫键的存在赋予材料氧化还原响应性,在肿瘤细胞内高浓度GSH存在下,可以发生双硫键的断裂,从而释放其所包裹的药物或者基因,同时降低材料的毒副作用。基于此本文以超支化聚酰胺胺为核心,构造基因载体、药物和基因共载体体系。首先,文章用叶酸分子修饰超支化聚酰胺胺,构建一种靶向的基因输送体系,解决传统基因载体的无靶向性、转让率低和毒性高的难题,并研究了材料的血液相容性,为以后的临床应用提供参考。其次,通过酰胺化反应在超支化聚酰胺胺上连接聚乙二醇-聚乳酸,构建一种基因和药物共递送载体,通过体外细胞实验研究载体的转染效率和药物负载效果,并对载体的生物相容性作出一系列的评价,以期构建一种具有较好的生物相容性的药物和基团递送体系,达到基因疗法和化学疗法联合治疗的综合效果,克服单一的药物治疗的弊端,提高肿瘤治疗的效果,为人类战胜肿瘤做出贡献。本文的具体研究内容主要分以下两个方面:1、叶酸靶向的氧化还原响应性超支化聚酰胺胺用做基因载体的研究通过迈克尔加成反应和酰胺化反应合成叶酸靶向的氧化还原响应性超支化聚酰胺胺FA-PAAs,通过核磁共振碳谱、紫外-可见光分光光度计、Zeta电位、粒径和低倍透射电镜方法对其化学结构进行表征,通过凝胶渗透色谱方法证明FA-PAAs的氧化还原响应性,利用凝胶电泳研究FA-PAAs对DNA的结合能力,通过体外细胞毒性实验研究FA-PAAs的细胞毒性、细胞内吞和体外转染实验探究FA-PAAs运载基因进入细胞表达蛋白的能力和叶酸靶向作用,探索FA-PAAs作为基因载体抗肿瘤的可行性,实验结果证实,FA-PAAs能有效的包裹DNA,与DNA形成复合物,复合物呈现结构紧密的球形,复合物进入MCF-7细胞内后FA-PAAs发生断键而释放所携带的治疗基因,从而有效抑制MCF-7肿瘤细胞的增殖。另外,采用溶血实验、APTT和PT实验评价FA-PAAs的体外血液相容性,结果表明FA-PAAs具有良好的血液相容性,在基因治疗中作为基因载体具有一定的潜在价值,对以后的临床应用研究有一定的指导意义。2、基于聚乙二醇-聚乳酸改性超支化聚酰胺胺衍生物用于药物和基因共载体的研究通过酰胺化反应合成了聚乙二醇-聚乳酸-超支化聚酰胺胺嵌段共聚物mPEG-PLA-PAAs,mPEG-PLA的引入赋予材料负载化疗药物的功能,通过核磁共振、凝胶渗透色谱等方法对材料进行化学结构的表征,利用凝胶电泳、zeta电位、粒径、低倍透射电镜研究mPEG-PLA-PAAs对DNA的结合能力和与DNA之间的相互作用,利用高效液相色谱研究mPEG-PLA-PAAs对化疗药物多烯紫杉醇的负载能力,通过一系列的体外细胞实验探索mPEG-PLA-PAAs用作药物载体和基因载体的可能性。
【关键词】：超支化聚酰胺胺 氧化还原响应 靶向作用 基因 药物 血液相容性
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O631.3
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-23
• 1.1 引言10-11
• 1.2 基因治疗11-14
• 1.2.1 基因治疗的发展及现状11
• 1.2.2 基因治疗的递送体系11-13
• 1.2.3 阳离子聚合物非病毒基因载体13-14
• 1.3 超支化聚合物14-17
• 1.3.1 超支化聚合物的结构优势14-15
• 1.3.2 环境敏感型超支化聚合物15-17
• 1.3.3 肿瘤主动靶向型超支化聚合物17
• 1.4 化疗药物和基因药物的联合治疗17-20
• 1.4.1 传统的药物治疗存在的问题17-18
• 1.4.2 药物和基因联合治疗的优势18
• 1.4.3 药物和基因共载体18-20
• 1.5 本研究课题的提出20-22
• 1.6 本课题的创新之处22-23
• 第二章 叶酸靶向的氧化还原响应性超支化聚酰胺胺用于基因载体的研究23-45
• 2.1 引言23-24
• 2.2 实验部分24-31
• 2.2.1 实验试剂与仪器24-25
• 2.2.2 N,N双丙烯酰胱胺（CBA）的合成与表征25-26
• 2.2.3 氧化还原响应型超支化聚酰胺胺（PAAs）的合成与表征26
• 2.2.4 叶酸靶向的氧化还原响应型超支化聚酰胺胺（PAAs-FA）的合成与表征26
• 2.2.5 FA-PAAs氧化还原响应性的探究26-27
• 2.2.6 FA-PAAs/DNA复合物的制备27
• 2.2.7 FA-PAAs/DNA复合物的电位和粒径的表征27
• 2.2.8 凝胶电泳实验27
• 2.2.9 FA-PAAs/DNA复合物表面形貌的表征27-28
• 2.2.10 体外毒性实验28
• 2.2.11 FA-PAAs的细胞内吞28-29
• 2.2.12 体外细胞转染实验29
• 2.2.13 Western Blot29
• 2.2.14 细胞凋亡实验29-30
• 2.2.15 红细胞体外溶血实验30
• 2.2.16 活化部分凝血活酶时间（APTT）和凝血酶原时间（PT）实验30-31
• 2.3 结果与讨论31-44
• 2.3.1 FA-PAAs的合成与表征31-33
• 2.3.2 FA-PAAs氧化还原响应性的探究33-34
• 2.3.3 FA-PAAs/DNA复合物的电位和粒径的表征34-35
• 2.3.4 FA-PAAs/DNA复合物表面形貌的表征35-36
• 2.3.5 凝胶电泳实验36
• 2.3.6 FA-PAAs的细胞毒性36-37
• 2.3.7 FA-PAAs的细胞内吞37-38
• 2.3.8 FA-PAAs的细胞转染实验38-40
• 2.3.9 Western Blot40-41
• 2.3.10 FA-PAAs的细胞凋亡实验41-42
• 2.3.11 体外溶血实验42-43
• 2.3.12 活化部分凝血活酶时间（APTT）和凝血酶原时间（PT）分析43-44
• 2.4 本章小结44-45
• 第三章 聚乙二醇-聚乳酸-超支化聚酰胺胺嵌段共聚物用于药物和基因共载体的研究45-60
• 3.1 引言45-46
• 3.2 实验部分46-51
• 3.2.1 实验试剂与仪器46-47
• 3.2.2 mPEG-PLA-PAAs的合成47-48
• 3.2.3 mPEG-PLA-PAAs/DNA复合物制备48
• 3.2.4 凝胶电泳实验48
• 3.2.5 mPEG-PLA-PAAs/DNA复合物的电位和粒径的表征48
• 3.2.6 mPEG-PLA-PAAs/DNA复合物表面形貌的表征48-49
• 3.2.7 mPEG-PLA-PAAs负载多烯紫杉醇49
• 3.2.8 mPEG-PLA-PAAs体外细胞毒性实验49-50
• 3.2.9 体外细胞转染实验50-51
• 3.3 结果与讨论51-59
• 3.3.1 mPEG-PLA-PAAs的合成与表征51-53
• 3.3.2 mPEG-PLA-PAAs/DNA复合物的Zeta电位和粒径53
• 3.3.3 FA-PAAs/DNA复合物表面形貌的表征53-54
• 3.3.4 凝胶电泳实验54
• 3.3.5 mPEG-PLA-PAAs的细胞毒性54-55
• 3.3.6 mPEG-PLA-PAAs负载多烯紫杉醇和细胞毒性研究55-56
• 3.3.7 mPEG-PLA-PAAs的体外细胞转染分析56-59
• 3.4 本章小结59-60
• 第四章 全文总结60-62
• 4.1 本论文的主要研究内容如下60-61
• 4.2 本文存在的问题及工作展望61-62
• 参考文献62-68
• 缩略词表68-69
• 攻读学位期间主要科研成果69-70
• 致谢70-71

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