自噬或铁死亡协同的光敏抗肿瘤活性研究

发布时间：2020-10-19 07:59

　　 恶性肿瘤严重威胁人类健康,寻找有效治疗方法具有重要意义。光动力疗法(PDT)具有副作用小、耐药、全身毒性低等优点,在肿瘤治疗领域具有广阔的应用前景。多机制的协同治疗可实现更好的抗癌效果,在生物医学研究和肿瘤治疗的临床实践中具有广阔的前景。本论文分别选用自噬促进药物及铁死亡诱导药物与光敏药物酞菁(ZnPc)联合,通过多机制协同作用实现肿瘤高效治疗。具体研究内容及研究结果如下:1.“自噬激活”与“光动力疗法”协同肿瘤治疗研究肿瘤组织血管发育不全导致其营养物质匮乏,易激活肿瘤细胞内自噬效应。文献研究表明,在不同条件下,自噬效应在肿瘤治疗中可发挥促进细胞存活或死亡的相反作用。PDT治疗过程中产生的活性氧(ROS)可以引发细胞自噬效应。在PDT过程中,促进细胞自噬或抑制细胞自噬是否会影响PDT活性的问题尚无文献报道。为明确该问题,本论文首先研究了自噬促进剂(雷帕霉素,Rapa)及自噬抑制剂(氯喹,CQ及6-氨基-3-甲基嘌呤,3-MA)对PDT抗肿瘤活性的影响。研究发现极低的药物浓度下(自噬促进剂或自噬抑制剂单独使用无肿瘤细胞杀伤效果),自噬促进剂Rapa能显著提高PDT抗肿瘤活性,而自噬抑制剂CQ与3-MA无此效果。基于此,合成含可被ROS触发断裂的缩硫醛基团的聚酰胺树突状分子(RSV),利用其自组装形成的纳米胶束装载Rapa及ZnPc形成复合纳米药物Rapa@RSV@Pc。经静脉注射进入荷瘤小鼠体内后,纳米胶束将Rapa和ZnPc传递至肿瘤部位。选择性光照肿瘤部位可激发ZnPc产生ROS,触发缩硫醛断裂破坏胶束,释放Rapa,实现自噬促进与PDT协同肿瘤治疗。细胞实验表明,“自噬激活”与“光动力疗法”联合治疗可获得理想肿瘤治疗效果。与单一 PDT疗法(24.8%肿瘤杀伤率)相比,联合疗法显著提升肿瘤细胞杀伤效率(76.8%肿瘤杀伤率)。体内实验表明,复合纳米药物Rapa@RSV@Pc可在肿瘤组织有效富集,并显著提升肿瘤抑制效果(单一 PDT治疗肿瘤尺寸减小了20.7%,联合疗法肿瘤尺寸减小了 54.8%)。2.“铁死亡促进”与“光动力疗法”协同肿瘤治疗研究铁死亡是一种新的程序性细胞坏死形式,随着大量的铁离子的累积,导致大量活性氧产生及脂质过氧化。PDT肿瘤治疗亦基于活性氧产生的生物分子氧化损伤。因此,我们设想铁死亡与PDT协同作用能强化肿瘤细胞氧化损伤,提升抗肿瘤活性。体内研究表明,极低的药物浓度下(Erastin单独使用无肿瘤细胞杀伤效果),Erastin能显著提高PDT抗肿瘤活性。基于此,论文使用聚酰胺树突状分子自组装形成的纳米胶束共载铁死亡诱导剂Erastin及光敏剂ZnPc组成复合药物Era@RSV@Pc,确保两种药物体内同步传输、同步肿瘤组织富集且同步发挥活性。体内研究结果表明,复合药物Era@RSV@Pc经尾静脉注射进入荷瘤小鼠后,可能通过纳米粒子的增强通透性和保留(EPR)效应在肿瘤组织富集。选择性光照肿瘤组织后,ZnPc产生ROS触发PDT过程并诱发胶束结构中硫缩醛断裂,释放Erastin。最终实现“铁死亡促进”与“光动力疗法”协同高效肿瘤治疗(体外实验单一 PDT治疗抑制率41.4%,联合疗法抑制率77.3%;体内实验单一 PDT治疗肿瘤尺寸减小了 13.5%,联合疗法肿瘤尺寸减小了 29.2%)。
【学位单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ460.1;R73-3
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 光动力疗法
        1.1.1 基本原理
        1.1.2 起源与发展
        1.1.3 两种机制
        1.1.4 优点与局限性
        1.1.5 临床应用现状
    1.2 自噬
        1.2.1 原理与功能
        1.2.2 分类
        1.2.3 分子机制
        1.2.4 细胞自噬的研究方法
    1.3 铁死亡
        1.3.1 原理
        1.3.2 调控药物
        1.3.3 铁死亡通路
        1.3.4 铁死亡在癌症治疗中的作用
        1.3.5 铁死亡特征
    1.4 协同治疗
        1.4.1 肿瘤单一治疗现状
        1.4.2 多模式协同治疗的定义
        1.4.3 协同疗法的优势
    1.5 本论文的选题依据、意义及研究内容
        1.5.1 选题依据与意义
        1.5.2 研究内容
第2章 ROS响应载体与甲酸锌酞菁ZnPc的合成
    2.1 仪器和试剂
        2.1.1 仪器
        2.1.2 试剂
    2.2 ROS响应载体的合成
    2.3 甲酸锌酞菁(ZnPc)的合成
        2.3.1 4-(3,4-二腈基苯氧基)苯甲酸的合成
        2.3.2 甲酸锌酞菁(ZnPc)的合成
    2.4 本章小结
第3章 自噬协同的光敏抗肿瘤活性研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 仪器、试剂、细胞与动物
        3.2.2 实验方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 PDT与自噬抑制剂或激活剂的联合治疗效果
        3.3.2 药物装载及药物控释
        3.3.3 亚细胞定位
        3.3.4 体外安全性与光敏抗肿瘤活性
        3.3.5 细胞内活性氧检测
        3.3.6 自噬检测
        3.3.7 凋亡检测
        3.3.8 体内光敏抗肿瘤活性研究
    3.4 本章小结
第4章 铁死亡协同的光敏抗肿瘤活性研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 仪器、试剂、细胞与动物
        4.2.2 实验方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 药物装载与药物控释
        4.3.2 亚细胞定位
        4.3.3 体外安全性和光敏抗肿瘤活性
        4.3.4 细胞内活性氧检测
        4.3.5 铁死亡检测
        4.3.6 凋亡检测
        4.3.7 体内光敏抗肿瘤活性研究
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
在读期间研究成果
致谢

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本文编号：2846938