多肽修饰的纳米颗粒在细胞内的转运行为及其生物学效应

发布时间：2017-09-26 14:42

  本文关键词：多肽修饰的纳米颗粒在细胞内的转运行为及其生物学效应

  更多相关文章： 纳米颗粒 细胞内转运 信号肽 线粒体靶向 线粒体自噬

【摘要】：随着纳米科技的迅速发展,多功能纳米颗粒为生物成像、纳米药物载体、疾病治疗等临床医学应用提供了更加有效的手段。纳米颗粒在细胞内转运行为对生物安全以及高效纳米药物载体的构建非常重要,因此研究纳米颗粒穿过各种生物障碍比如细胞膜进入细胞、细胞内转运的机制以及纳米颗粒的最终归属非常关键。但是,现在对纳米颗粒从一种细胞器转运到另一种细胞器的过程了解还很欠缺,认识纳米颗粒引起的细胞内环境的变化以及纳米颗粒转运过程中伴随着的细胞作用机制仍然是很大的挑战。我们利用信号肽修饰Eu-POMs@PAA纳米颗粒并研究其在细胞内的转运行为,对细胞和纳米颗粒之间的相互作用有了新的理解。这种纳米颗粒适用于生物成像,而且在基于同步辐射的X射线高分辨成像中也有着很大的应用潜力。通过线粒体信号肽的修饰,使纳米颗粒可以轻易的穿过细胞膜,并且成功的靶向到线粒体。而经过一段时间后该纳米颗粒在溶酶体中出现的几率显著增加,因此在不同时间阶段纳米颗粒在细胞内各种细胞器中的分布是动态变化的。值得注意的是,我们的实验结果证实,随着纳米颗粒在线粒体上的积累,会对线粒体产生一定程度的损伤,因此引起了线粒体自噬的发生。通过对相关蛋白进行分析以及线粒体膜电位染色,我们得出这种现象是Parkin蛋白介导的、由纳米颗粒引起的线粒体膜电位降低导致的。这种纳米颗粒引起的细胞自噬反应反过来会影响纳米颗粒在细胞内的转运及分布,同时为纳米颗粒提供了另一种可供选择的转运途径。在我们的研究工作中发现的这类纳米颗粒和细胞内细胞器相互作用的新现象,包括纳米材料的生物学效应以及宿主细胞对纳米材料代谢过程的影响变化,有可能为发展新型纳米生物技术和纳米药物,并最终为人类健康医疗服务提供所必要的知识和手段。
【关键词】：纳米颗粒 细胞内转运 信号肽 线粒体靶向 线粒体自噬
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q2-33;TB383.1;R318
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-34
• 1.1 多功能复合纳米材料及其在生物学中的应用10-14
• 1.1.1 多功能复合纳米材料概况10
• 1.1.2 多功能复合纳米材料在生物成像中的应用10-13
• 1.1.3 复合纳米材料作为药物载体在肿瘤治疗中的应用13-14
• 1.2 靶向纳米药物14-19
• 1.2.1 靶向纳米药物的定义14-15
• 1.2.2 靶向纳米药物的分类15
• 1.2.3 靶向纳米药物的应用15-16
• 1.2.4 纳米造影剂和纳米药物载体在细胞内的转运路径16-17
• 1.2.5 细胞穿膜肽在纳米药物载体中的应用17-19
• 1.3 纳米微粒的跨膜转运19-21
• 1.3.1 纳米微粒跨膜吸收途径19-20
• 1.3.2 影响纳米颗粒跨膜转运的因素20-21
• 1.3.4 细胞穿膜肽介导的跨膜运输21
• 1.4 线粒体的重要作用21-24
• 1.4.1 线粒体作为药物靶点的研究21-22
• 1.4.2 功能化纳米材料在在线粒体靶向中的应用22-23
• 1.4.3 线粒体自噬及其重要意义23-24
• 1.4.4 线粒体自噬的机制研究24
• 1.5 本研究课题的提出24-25
• 参考文献25-34
• 第二章 杂多酸纳米颗粒的制备和细胞毒性实验34-42
• 2.1 引言34
• 2.2 EU-POMS的制备34-35
• 2.2.1 主要试剂34-35
• 2.2.2 Eu-POMs的合成35
• 2.2.3 Eu-POMs@PAA的制备35
• 2.3 杂多酸的表征和细胞毒性实验35-40
• 2.3.1 透射电镜表征Eu-POMs35-36
• 2.3.2 Eu-POMs@PAA的表征结果36
• 2.3.3 Eu-POMs@PAA的荧光性能和细胞实验36-37
• 2.3.4 Eu-POMs@PAA表面修饰线粒体靶向信号肽37-39
• 2.3.5 NP-peptide的细胞毒性测试39-40
• 2.4 本章小结40
• 参考文献40-42
• 第三章 多肽修饰的纳米颗粒在细胞内的转运行为及其生物学效应42-65
• 3.1 引言42-44
• 3.2 实验材料及仪器44-45
• 3.2.1 主要实验试剂44-45
• 3.2.2 主要实验仪器45
• 3.3 主要实验步骤45-48
• 3.3.1 细胞实验和荧光成像45-46
• 3.3.2 图像分析46
• 3.3.3 细胞生物电镜切片46-47
• 3.3.4 通过Western blotting对蛋白质分析47
• 3.3.5 线粒体膜电位检测47-48
• 3.4 实验结果与讨论48-59
• 3.4.1 NP-peptide对线粒体的靶向作用48-51
• 3.4.2 不同时间点NP-peptide在细胞内的动态分布51-54
• 3.4.3 NP-peptide引起的线粒体损伤和线粒体自噬54-55
• 3.4.4 线粒体自噬的引发机制及相关蛋白的表达55-57
• 3.4.5 JC-1 染色检测线粒体膜电位变化57-58
• 3.4.6 线粒体信号肽介导的纳米颗粒在细胞内的转运机制58-59
• 3.5 本章小结59
• 参考文献59-65
• 第四章 结论与展望65-68
• 4.1 结论65
• 4.2 前景展望65-68
• 攻读学位期间本人公开出版或发表的论著、论文68-69
• 致谢69-70

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本文编号：924097