靶向嵌段共聚物胶束在胶质瘤磁共振成像、药物输送及治疗的应用

发布时间：2020-09-30 12:48

　　 脑胶质瘤是中枢神经系统最常见的一种原发性恶性肿瘤,占颅内肿瘤的45%左右,占成人所有恶性肿瘤的2%。当前,手术治疗仍是首选,但是手术切除不能防止胶质瘤复发,因此化疗对传统手术治疗必不可少。然而,传统的小分子抗癌药物常常由于内在局限性,如水溶性差,循环时间无法控制,生物分布不当和可能出现的严重副作用等,大大降低了治疗效果。同时,现有的胶质瘤的诊断与治疗是两个独立的过程,不能满足临床医生在诊断的同时进行治疗及治疗的过程中对药物疗效进行实时监控的要求。因此,研发具有肿瘤诊断、靶向药物输送、实时监测和判断治疗进展的诊疗一体化制剂成为一个新的研究热点。为了适应上述需求,本论文第一章设计和制造了具有胶质瘤靶向药物递送、磁共振成像、可控性药物释放于一体的多功能共聚物胶束CD-P(CPTM-co-DEA)-b-P(OEGMA-co-Gd-co-ANG)(简称ANPs/CPT)用于胶质瘤的体内外研究。使用透射电镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、动态光散射仪(DLS)和质子波谱(1HMRS)等多种方法对胶束进行了表征。结果表明所制备的共聚物胶束分散性好,粒径分布在120±13nm,CPT及Gd3+含量分别为19.2 wt%和1.804 wt%。药物释放实验显示在GSH的作用下二硫键发生断裂释放抗肿瘤药物CPT,且释放速度随着GSH浓度的增大而加快,表现出良好的还原性药物释放能力。磁共振弛豫实验显示ANPs/CPT弛豫效率约为DOTA-Gd的3倍,表现出优良地T1成像能力。本论文第二章采用Angiopep2做为胶质瘤靶向分子修饰聚合物胶束表面,在原代培养脑毛细血管内皮细胞和C6细胞摄入均较未修饰组显著提高。BBB实验显示Angiopep2的修饰可以增加ANPs对BBB的穿透性并提高其在C6细胞的摄取,表现出体外良好的双重靶向效果。此外,注射ANPs2 h后在肿瘤部位的分布显著高于NPs组,再次证明Angiopep2的修饰在活体内同样具备良好的双重靶向效果。第三章MR体外细胞成像测定结果显示经Angiopep2修饰后的载药聚合物胶束可以更多地进入到肿瘤细胞内,具有比DOTA-Gd更强的信号和SNR、CNR。MRI活体成像证实ANPs/CPT可以很好地靶向显示肿瘤,与DOTA-Gd和NPs比较具有更高的CNR和T/N比。实验期间,共价键与胶束结合的Gd3+基本不会从胶束中释放,故MR增强信号可以提示ANPs/CPT的分布。体内分布实验显示ANPs/CPT具有很好的长循环特征和较好的脑靶向性。第四章主要考察了Angiopep2修饰的载药聚合物胶束抗胶质瘤效果。在CPT浓度为25μg/ml的浓度下,Angiopep2的靶向作用介导杀伤更多的肿瘤细胞。细胞球实验显示ANPs/CPT具有较好的肿瘤细胞渗透性,能够到达肿瘤球内部,诱导肿瘤细胞调亡。体外BBB实验证明ANPs/CPT具有良好的双重靶向作用,脑肿瘤病理学检查进一步证实了Angiopep2修饰后的纳米胶束具有良好的抗胶质瘤效果。总之,本论文成功合成了Angiopep2修饰的嵌段共聚物作为诊疗一体化平台,可靶向胶质瘤细胞运输抗肿瘤药物CPT的同时进行磁共振成像。在水溶液中,嵌段共聚物自主装成稳定的胶束,具有DEA和CPTM组成的疏水性的内核和亲水性的外壳OEGMA,OEGMA上共价连接了靶向基元Angiopep2和MRI对比剂DOTA-Gd。含二硫键的CPTM单体具备可控性释放的功能,并且Angiopep2修饰的载药胶束由于LRP受体的介导而显示出良好的细胞毒性,DOTA-Gd缩短T1的MR特征可以用于胶质瘤的诊断、实时监测药物在在肿瘤组织中的富集、在各器官中的代谢及生物分布。
【学位单位】：安徽医科大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2015
【中图分类】：R739.41;R445.2
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
前言
第一章 多功能共聚物胶束制备及性能研究
    1.1 引言
    1.2 仪器与试剂
        1.2.1 试剂和材料
        1.2.2 仪器
    1.3 实验方法
        1.3.1 样品合成与表征
        1.3.2 体外药物释放
        1.3.3 细胞毒性试验
        1.3.4 MR弛豫性能测试
    1.4 结果与讨论
        1.4.1 样品合成与特征
        1.4.2 胶束粒径与形貌
        1.4.3 体外药物释放特性
        1.4.4 细胞毒性试验
        1.4.5 MR弛豫性能测试
    1.5 小结
第二章 Angiopep2修饰的聚合物胶束胶质瘤靶向效果及机制
    2.1引言
    2.2 材料与仪器
        2.2.1 试剂和材料
        2.2.2 仪器
        2.2.3 细胞及动物
    2.3 实验方法
        2.3.1 BCECs和星形胶质细胞的培养与鉴定
        2.3.2 LRP1检测
        2.3.3 细胞摄入及机制实验
        2.3.4 BBB双级靶向效果评价实验
        2.3.5 大鼠C6胶质瘤模型建立
        2.3.6 Angiopep2修饰的聚合物胶束脑内分布
        2.3.7 统计处理
    2.4 结果
        2.4.1BCECs与星形胶质细胞的培养与鉴定
        2.4.2 LRP1检测
        2.4.3 细胞摄入及机制实验
        2.4.4 BBB双级靶向效果评价
        2.4.5 大鼠C6胶质瘤模型
        2.4.6 Angiopep2修饰的聚合物胶束脑内分布
    2.5 讨论
    2.6 小结
第三章 多功能共聚物胶束磁共振成像研究
    3.1 引言
    3.2 材料与仪器
        3.2.1 试剂和材料
        3.2.2 仪器
        3.2.3 细胞与动物
    3.3 实验方法
        3.3.1 Gd3+摄入
        3.3.2 细胞MR成像
        3.3.3 活体MR成像
        3.3.4 统计处理
    3.4 结果
        3.4.1 Gd3+摄入
        3.4.2 细胞MR成像
        3.4.3 正常大鼠ANPs/CPT体内分布MRI评价
        3.4.4 大鼠脑胶质瘤的靶向MRI成像
    3.5 讨论
    3.6小结
第四章 胶质瘤靶向聚合物胶束抗胶质瘤效果评价
    4.1 引言
    4.2 材料与仪器
        4.2.1 试剂和材料
        4.2.2 仪器
        4.2.3 细胞与动物
    4.3 实验方法
        4.3.1 细胞摄取
        4.3.2 ANPs/CPT细胞内分布
        4.3.3 细胞凋亡
        4.3.4 C6细胞球制备
        4.3.5 C6细胞球穿透试验
        4.3.6 C6细胞球抑制试验
        4.3.7 BBB转运实验
        4.3.8 BBB双级靶向抑制实验
        4.3.9 大鼠C6胶质瘤治疗病理评估
        4.3.10统计处理
    4.4 结果
        4.4.1 ANPs/CPT的摄取及细胞凋亡
        4.4.2 ANPs/CPT细胞内分布
        4.4.3 细胞凋亡
        4.4.4 C6细胞球制备
        4.4.5 细胞球渗透实验
        4.4.6 细胞球抑制试验
        4.4.7 BBB转运实验
        4.4.8 BBB双级靶向抑制实验
        4.4.9 大鼠C6胶质瘤治疗病理评估
    4.5 讨论
    4.6 小结
全文总结
中英文缩写对照
参考文献
综述
    参考文献
附件
致谢


本文编号：2830862