新型核酸纳米载体的设计及在肿瘤细胞成像和药物递送中的应用研究
发布时间：2021-01-24 01:01
目前医学水平和诊断技术得到了快速的发展,但癌症的发病率和死亡率仍然处在较高水平,是威胁人类健康和生命的重大疾病之一。癌症的早期诊断和精准治疗是决定癌症能否得到成功治愈的关键因素。近年来,肿瘤标志物的不断发现为癌症早期诊断提供了保障,细胞内肿瘤标志物种类较多,表达水平也有所差异,对于一些低表达丰度的肿瘤标志物需要建立更加灵敏的分析方法。另一方面,化学治疗作为癌症治疗的经典方法之一,但化疗通常会受到化疗药物低溶解性、强的毒副作用及耐药性等问题的制约,因此,需要开发具有特定功能的纳米载体进行化疗药物的递送。本论文致力于新型核酸纳米载体的设计及在肿瘤细胞成像和药物递送方面的应用研究。通过对目前已报道的核酸纳米载体进行总结,发现随着核酸纳米载体研究的深入,仍然存在一些不足和挑战:（1）现有的核酸纳米载体多为细胞质递送化疗药物,耐药细胞中细胞膜上过表达的外排转运体会将细胞质中的药物重新泵出细胞,降低细胞内的药物浓度,限制化疗效果,因此,如何构建药物作用位点靶向的核酸纳米载体对于提高药物的作用效果具有重要意义;（2）在应对化疗过程中出现的药物耐受性的问题上,常用的策略是利用纳米载体避开外排转运体介导...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：169 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．３可激活适体探针的工作原理５３??近年来，研究人员利用适体能够特异性的识别和结合肿瘤细胞的特性，开发??
?山东大学博士学位论文???将ＡＳ１４１１适体修饰到金纳米星表面来构建靶向细胞核的纳米载体并观察其与细??胞核的相互作用。接着在２０１５年，Ｔｅｒｉ?Ｗ．?Ｏｄｏｍ等人５７利用ＨＥＲ２适体能够引??起乳腺癌细胞的溶酶体降解人表皮生长因子受体２?（ＨＥＲ２）的特性发展了?ＨＥＲ２??适体－金纳米星的纳米结构，如图１．４Ｂ所示，通过下调ＨＥＲ２的表达来改变细胞??增殖和下游信号通路来诱导凋亡，在该过程中适体充当了抗肿瘤药物的作用。??Ａ?（ｔ?ｒＴＩ?Ｂ??ａ?ｔ?／?＾－ＨＡｐｌ＇ＡｕＮＳ??Ｍ?ｊｉ?Ｍ?ｉｆ??圍＿滅??ｙ．二一?■?Ｗ?：－！；－；??ｒ?編??图１．４适体用于癌症的治疗５４，５６??１．２．２脱氧核酶??１９９４年，Ｊｏｙｃｅ和Ｂｒｅａｋｅｒ５８首次从大量ＤＮＡ分子文库中筛选出一类具有催??化功能且需要依赖辅因子而发挥催化作用的单链ＤＮＡ分子，并将其命名为脱氧??核酶（ＤＮＡｚｙｍｅ）。目前，我们所了解的ＤＮＡｚｙｍｅ都是通过体外筛选得到的５９，??尚未发现自然存在的ＤＮＡｚｙｍｅ。随着对ＤＮＡｚｙｍｅ的性质、功能等进一步深入??研究，研宄者们发现了具有ＤＮＡｚｙｍｅ连接活性、ＲＮＡ或ＤＮＡ切割活性、ＤＮＡ??激酶活性、金属螯合活性等七种类型的脱氧核酶。这里我们主要介绍具有ＲＮＡ??切割活性的ＤＮＡｚｙｍｅ，常用的有８－１７?ＤＮＡｚｙｍｅ５８和１０－２３?ＤＮＡｚｙｍｅ６Ｇ两种，虽??然催化活性中心不同，但是反应原理类似６１。作用原理如图１．５所示，ＤＮＡｚｙｍｅ??包括催化活性中心和两端的结合臂，当含ＤＮＡｚｙｍｅ切割位点的底物链与结合臂??杂交后，在金属辅因子存在下
?山东大学博士学位论文???＿鮮??賴链?？??士???Ｋ）??＼ｒｗＺ??气吟上吁严５．—ｉ?ｒ．??Ｊ?５?？??无活性?被激活??环催＾??图１．５脱氧核酶的工作原理??最初，基于ＤＮＡｚｙｍｅ的检测平台主要应用于细胞外的金属离子６２、核酸６３＿??６４等的检测，后来，逐步发展为可以用于细胞内检测的探针。Ｌｕ课题组６５设计??了一种可用于细胞内金属离子检测的新型金属离子传感器（图１．６Ａ）。在铀酰不??存在的情况下，荧光团的荧光被金纳米颗粒和淬灭团淬灭。而铀酰存在时，??ＤＮＡｚｙｍｅ裂解荧光团标记的底物链，释放含荧光团的较短的产物链，荧光恢复，??可用于检测细胞内的铀醜。２０１７年，Ｘ．?Ｃｈｒｉｓ?Ｌｅ课题组６６利用ＤＮＡｚｙｍｅ将ＤＮＡ??马达引入细胞中以执行特定的生物学功能（图１．６Ｂ）。整个马达系统构建在２０?ｎｍ??的金纳米颗粒上，修饰有数百条充当ＤＮＡ轨道的底物链和数十个被封闭链封闭??的ＤＮＡｚｙｍｅ分子。细胞内的ｍｉｃｒｏＲＮＡ与封闭链杂交，释放ＤＮＡｚｙｍｅ，从而??启动ＤＮＡ马达的自主行走功能，解封闭的ＤＮＡｚｙｍｅ与底物链杂交，在外加辅??因子的作用下切割底物链中的ＲＮＡ碱基，释放荧光信号实现肿瘤细胞中??ｍｉｃｒｏＲＮＡ的放大检测。这种自驱动的ＤＮＡｚｙｍｅ马达可以被细胞内特定的目标??物激活，在生物功能的控制和调节中具有多种应用。??由于ＤＮＡｚｙｍｅ对ＲＮＡ序列的强催化切割能力和和高识别能力，在基因药??物递送中展现出一定的应用价值。Ｚｈｕ课题组６７利用氧化锌纳米颗粒负载??ＤＮＡｚｙｍｅ开发了化学治疗与基因治疗联用的方法（图１．６Ｃ），阿霉素可以插入??到
【参考文献】：
期刊论文
[1]2015年中国恶性肿瘤流行情况分析[J]. 郑荣寿,孙可欣,张思维,曾红梅,邹小农,陈茹,顾秀瑛,魏文强,赫捷. 中华肿瘤杂志. 2019 (01)
[2]癌症诊疗一体化研究进展[J]. 黄凯,林静,黄鹏,韩纲,陈小元. 科技导报. 2018(22)
[3]Expenditure of hospital care on cancer in China, from 2011 to 2015[J]. Yue Cai,Ming Xue,Wanqing Chen,Maogui Hu,Zhiwen Miao,Lan Lan,Rongshou Zheng,Qun Meng. Chinese Journal of Cancer Research. 2017(03)
[4]肿瘤标志物检测在临床上的应用价值[J]. 陈红波. 中国实用医药. 2009(18)
[5]肿瘤标志物在临床上的应用(下)[J]. 孙艳虹,姜傥. 新医学. 2008(03)
[6]纳米金标记分析[J]. 梁月园,蒋治良,江波. 分析测试技术与仪器. 2007(03)
[7]基因治疗的发展现状、问题和展望[J]. 邓洪新,田聆,魏于全. 生命科学. 2005(03)
本文编号：2996258
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：169 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．３可激活适体探针的工作原理５３??近年来，研究人员利用适体能够特异性的识别和结合肿瘤细胞的特性，开发??
?山东大学博士学位论文???将ＡＳ１４１１适体修饰到金纳米星表面来构建靶向细胞核的纳米载体并观察其与细??胞核的相互作用。接着在２０１５年，Ｔｅｒｉ?Ｗ．?Ｏｄｏｍ等人５７利用ＨＥＲ２适体能够引??起乳腺癌细胞的溶酶体降解人表皮生长因子受体２?（ＨＥＲ２）的特性发展了?ＨＥＲ２??适体－金纳米星的纳米结构，如图１．４Ｂ所示，通过下调ＨＥＲ２的表达来改变细胞??增殖和下游信号通路来诱导凋亡，在该过程中适体充当了抗肿瘤药物的作用。??Ａ?（ｔ?ｒＴＩ?Ｂ??ａ?ｔ?／?＾－ＨＡｐｌ＇ＡｕＮＳ??Ｍ?ｊｉ?Ｍ?ｉｆ??圍＿滅??ｙ．二一?■?Ｗ?：－！；－；??ｒ?編??图１．４适体用于癌症的治疗５４，５６??１．２．２脱氧核酶??１９９４年，Ｊｏｙｃｅ和Ｂｒｅａｋｅｒ５８首次从大量ＤＮＡ分子文库中筛选出一类具有催??化功能且需要依赖辅因子而发挥催化作用的单链ＤＮＡ分子，并将其命名为脱氧??核酶（ＤＮＡｚｙｍｅ）。目前，我们所了解的ＤＮＡｚｙｍｅ都是通过体外筛选得到的５９，??尚未发现自然存在的ＤＮＡｚｙｍｅ。随着对ＤＮＡｚｙｍｅ的性质、功能等进一步深入??研究，研宄者们发现了具有ＤＮＡｚｙｍｅ连接活性、ＲＮＡ或ＤＮＡ切割活性、ＤＮＡ??激酶活性、金属螯合活性等七种类型的脱氧核酶。这里我们主要介绍具有ＲＮＡ??切割活性的ＤＮＡｚｙｍｅ，常用的有８－１７?ＤＮＡｚｙｍｅ５８和１０－２３?ＤＮＡｚｙｍｅ６Ｇ两种，虽??然催化活性中心不同，但是反应原理类似６１。作用原理如图１．５所示，ＤＮＡｚｙｍｅ??包括催化活性中心和两端的结合臂，当含ＤＮＡｚｙｍｅ切割位点的底物链与结合臂??杂交后，在金属辅因子存在下
?山东大学博士学位论文???＿鮮??賴链?？??士???Ｋ）??＼ｒｗＺ??气吟上吁严５．—ｉ?ｒ．??Ｊ?５?？??无活性?被激活??环催＾??图１．５脱氧核酶的工作原理??最初，基于ＤＮＡｚｙｍｅ的检测平台主要应用于细胞外的金属离子６２、核酸６３＿??６４等的检测，后来，逐步发展为可以用于细胞内检测的探针。Ｌｕ课题组６５设计??了一种可用于细胞内金属离子检测的新型金属离子传感器（图１．６Ａ）。在铀酰不??存在的情况下，荧光团的荧光被金纳米颗粒和淬灭团淬灭。而铀酰存在时，??ＤＮＡｚｙｍｅ裂解荧光团标记的底物链，释放含荧光团的较短的产物链，荧光恢复，??可用于检测细胞内的铀醜。２０１７年，Ｘ．?Ｃｈｒｉｓ?Ｌｅ课题组６６利用ＤＮＡｚｙｍｅ将ＤＮＡ??马达引入细胞中以执行特定的生物学功能（图１．６Ｂ）。整个马达系统构建在２０?ｎｍ??的金纳米颗粒上，修饰有数百条充当ＤＮＡ轨道的底物链和数十个被封闭链封闭??的ＤＮＡｚｙｍｅ分子。细胞内的ｍｉｃｒｏＲＮＡ与封闭链杂交，释放ＤＮＡｚｙｍｅ，从而??启动ＤＮＡ马达的自主行走功能，解封闭的ＤＮＡｚｙｍｅ与底物链杂交，在外加辅??因子的作用下切割底物链中的ＲＮＡ碱基，释放荧光信号实现肿瘤细胞中??ｍｉｃｒｏＲＮＡ的放大检测。这种自驱动的ＤＮＡｚｙｍｅ马达可以被细胞内特定的目标??物激活，在生物功能的控制和调节中具有多种应用。??由于ＤＮＡｚｙｍｅ对ＲＮＡ序列的强催化切割能力和和高识别能力，在基因药??物递送中展现出一定的应用价值。Ｚｈｕ课题组６７利用氧化锌纳米颗粒负载??ＤＮＡｚｙｍｅ开发了化学治疗与基因治疗联用的方法（图１．６Ｃ），阿霉素可以插入??到
【参考文献】：
期刊论文
[1]2015年中国恶性肿瘤流行情况分析[J]. 郑荣寿,孙可欣,张思维,曾红梅,邹小农,陈茹,顾秀瑛,魏文强,赫捷. 中华肿瘤杂志. 2019 (01)
[2]癌症诊疗一体化研究进展[J]. 黄凯,林静,黄鹏,韩纲,陈小元. 科技导报. 2018(22)
[3]Expenditure of hospital care on cancer in China, from 2011 to 2015[J]. Yue Cai,Ming Xue,Wanqing Chen,Maogui Hu,Zhiwen Miao,Lan Lan,Rongshou Zheng,Qun Meng. Chinese Journal of Cancer Research. 2017(03)
[4]肿瘤标志物检测在临床上的应用价值[J]. 陈红波. 中国实用医药. 2009(18)
[5]肿瘤标志物在临床上的应用(下)[J]. 孙艳虹,姜傥. 新医学. 2008(03)
[6]纳米金标记分析[J]. 梁月园,蒋治良,江波. 分析测试技术与仪器. 2007(03)
[7]基因治疗的发展现状、问题和展望[J]. 邓洪新,田聆,魏于全. 生命科学. 2005(03)
本文编号：2996258
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/2996258.html
