基于普朗尼克修饰的树状聚合物纳米给药系统的构建及其克服肿瘤多药耐药的研究

发布时间：2018-06-17 02:31

  本文选题：普朗尼克 + 聚酰胺-胺　； 参考：《浙江大学》2017年博士论文

【摘要】：肿瘤多药耐药(MDR)是化疗失败的主要原因之一。纳米给药系统因其独特的性质,为克服MDR提供了一种有效手段。聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子具有溶酶体逃逸及细胞核转运功能,可以将DNA毒性药物进一步递送至细胞核内。但PAMAM的高电荷所引起的细胞毒性限制了其应用。普朗尼克是一种具有克服MDR特性的三嵌段共聚物,采用其对PAMAM进行修饰,有利于提高纳米给药系统的安全性和疗效。本论文首先设计了普朗尼克F127(PF127)修饰的PAMAM聚合物,1H-NMR、FTIR及茚三酮实验结果均表明PAMAM-PF127成功合成。与PAMAM相比,PAMAM-PF127的zeta电位降低,溶血毒性和细胞毒性减小。以此载体负载阿霉素(DOX),结果显示,所制备的DOX/PAMAM-PF127可以增加DOX在MCF-7/ADR细胞内的累积,并将DOX递送至细胞核内,最终提高MCF-7/ADR细胞的凋亡。进一步采用生物相容性更好的普朗尼克F68(PF68)对PAMAM进行修饰,考察普朗尼克修饰数目对载体性能的影响。成功制备了 PF68修饰数目不同的PAMAM-n1 PF68、PAMAM-n2 PF68 及 PAMAM-n3 PF68 三种聚合物(n 表示 PF68的接枝数目,分别为31、54及79个)。考察了三种PAMAM-PF68的载药能力、载药复合物的粒径及细胞毒性。结果表明PF68的修饰数目越多,抑制MCF-7/ADR细胞的效果越好。但PF68的过多修饰,亦会降低PAMAM-PF68的载药能力,并导致载药复合物粒径增大,均一性下降。优选DOX/PAMAM-n2 PF68进一步考察其克服MDR的机制及体内抗MCF-7/ADR肿瘤的效果。结果显示,DOX/PAMAM-n2 PF68内吞入胞后,载体的质子海绵效应可以促进其从溶酶体中逃逸。载体进一步作用于线粒体,一方面引起ROS水平的升高、线粒体膜电位的降低,从而促进凋亡的产生;另一方面降低ATP的水平,进而抑制P-gp等药物外排蛋白的活性。DOX/PAMAM-n2 PF68最终将DOX递送至细胞核中,并通过调节耐药相关基因的表达,如增加TopoⅡα、降低Bcl-2等的表达以进一步促进细胞凋亡。与游离DOX相比,DOX/PAMAM-n2 PF68具有更强的肿瘤球渗透能力,能更好地抑制MCF-7/ADR肿瘤球的生长。体内研究表明DOX/PAMAM-n2 PF68能增加药物在肿瘤部位的累积,显著抑制MCF-7/ADR肿瘤的生长,并降低DOX的心脏毒性。在上述研究的基础上,为实现药物在时间及空间上的可控性释放,引入键能较低的双硒键(易被氧化还原)连接氧化石墨烯(GO)与PAMAM G2-PF68(PPF68)。通过近红外(NIR)光照控制ROS的产生,进而引起双硒键的断裂,PPF68脱离GO,药物暴露而迅速释放。1H-NMR、FTIR结果表明GO-PPF68成功合成。H202处理后,AFM、粒径及电位结果表明GO-PPF68具有ROS响应性。以此载体共载光敏剂吲哚菁绿(ICG)及化疗药物DOX,构建ICG/DOX/GO-PPF68,以实现可控的化疗与光热治疗的协同治疗。体外释放实验表明DOX从ICG/DOX/GO-PPF68中的释放具有pH敏感性、温度依赖性和氧化敏感性。进一步考察ICG/DOX/GO-PPF68体内外抑制MCF-7/ADR肿瘤的疗效。结果表明,NIR激光照射下,ICG/DOX/GO-PPF68对MCF-7/ADR细胞具有较强的细胞毒性。机制研究发现,NIR激光照射后,ICG/DOX/GO-PPF68可以显著提高MCF-7/ADR细胞对DOX的摄取量及摄取百分数。入胞后,在NIR激光照射下,载体可以成功从溶酶体中逃逸,引起ROS水平快速升高,进而促使大量DOX迅速释放,最终DOX达到细胞核。在孵育48h后,ICG/DOX/GO-PPF68结合NIR处理组通过下调ABCB1基因、GST-pi基因、HSF1基因和P-gp蛋白的表达以克服MDR。NIR激光照射可增强ICG/DOX/GO-PPF68在MCF-7/ADR肿瘤球的渗透。体内研究发现ICG/GO-PPF68能更好地富集于肿瘤部位,并具有较好的光热转换效果。当尾静脉给予ICG/DOX/GO-PPF68并结合NIR激光照射治疗时,能显著抑制耐药肿瘤的生长,肿瘤体积明显减小,并能降低DOX的心脏毒性。研究结果表明,本论文构建的新型纳米给药系统能有效克服MDR,从而为耐药肿瘤的治疗提供理论与实验基础。
[Abstract]:In this paper , the results of the experiments show that PAAs - PF127 can increase its accumulation in MCF - 7 / ADR cells and improve the safety and efficacy of nano - drug delivery system . The results showed that the increased number of PF68 could inhibit the growth of MCF - 7 / ADR tumor cells . It was found that ICG / GO - PPF68 can be better enriched in tumor site and has better light - heat conversion effect .
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R943

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本文编号：2029224