基于核酸适配体的载药体系构建及抗肿瘤活性研究
发布时间：2021-11-11 10:59
如今,恶性肿瘤作为危害人类健康的主要问题之一,受到医学界和科学界的广泛关注。目前临床上治疗肿瘤的手段大致分为三类:化学治疗、放射治疗以及外科手术治疗,其中的化学治疗常常成为患者首选,如今应用于临床的化疗药物虽然种类越来越多,但大多因耐药性、选择性差、毒副作用大、作用靶点多、个体差异等缺点而无法实现预期治疗效果。面对这些问题,许多新的治疗方案应运而生。近年来发现,核酸适体运载小分子药物能够特异识别并结合肿瘤细胞内过表达的特殊标志物,进而响应性递释药物分子,具有制备便捷、生物相容性良好、毒副作用小等优点,因此本论文以核酸适配体为核心,结合化学疗法、光动力疗法与基因疗法搭建了三个载药控释平台,具体方法与结果如下:（一）构建ATP-p H双响应控释体系1AW4cD-gc34@DNM并进行体内体外抗肿瘤活性研究利用ATP核酸适体1AW4cD和pH响应基序gc34设计了一种兼具ATP-p H双响应的核酸序列,通过退火形成预期结构,利用其中的G-C碱基对来装载抗肿瘤化疗药物DNM。研究结果表明,所设计的核酸载体可在核酸酶及血清环境下稳定存在;可有效负载DNM;并且在模拟肿瘤环境和真实肝癌细胞内环境中...
【文章来源】：广东药科大学广东省
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
肿瘤微环境pH分布
颗粒-aptamer-腺苷-SiO2介孔纳米粒子”的ATP响应型金颗粒封堵的介孔二氧化硅控释体系。ATP出现后，能够与aptamer强结合，使腺苷与aptamer的连接断开，金颗粒的封堵随之被打开，进而释放出包载的客体分子。SeungSooOh等人[21]利用一段ATP响应的核酸片段设计了一种形状可变的纳米结构用于结合诱导型的响应释放。顾臻等人[22,23]利用如图1-2的作用机制，引入ATP响应型核酸适体，利用适体中含有的G-C碱基对载入抗肿瘤药阿霉素，再以脂质体为载体递运这一装载阿霉素的ATP适体至肿瘤细胞中，响应性释放阿霉素实现抗肿瘤效果。图1-2ATP触发Dox释放系统原理图Figure1-2TheschematicoftheATP-triggeredDoxreleasesystem（图片来源：MoRan,JiangTianyue,DiSantoRocco,TaiWanyi,GuZhen.ATP-triggeredanticancerdrugdelivery.[J].Naturecommunications,2014,(5):3364.Figure1b）1.2.3肿瘤微环境内的特异过表达标志物肿瘤的生长、浸润、转移及预后是一系列复杂的过程，肿瘤细胞与其微环境间的信息交流涉及很多因子及基因的调控作用，如图1-3所示，例如，在细胞间质与上皮进行能量转换过程，其基底膜被破坏，一些生长因子和蛋白酶便会因此过多分泌，以激活间质环境，如基质金属蛋白酶（MMP）能够通过自分泌和旁分泌的方式降解细胞外基质（ECM）的许多组分，促进ECM特异性迁袭；血管内皮生长因子（VEGF）可以帮助肿瘤血管生长。原本处于动态平衡中的ECM由于癌细胞的出现发生微环境混乱，为满足生长需要，肿瘤细胞为自身生长需要使内部的某些蛋白因子如VEGF等特异性高表达[24,25]，这会导致肿瘤细胞内的DNA或信使RNA（mRNA）转录水平随之升高，最终促进肿瘤生成新生血管、
广东药科大学硕士研究生学位论文4激活基质炎症细胞和肿瘤相关成纤维细胞（TAF），TAF分泌更多的生长因子和蛋白酶，影响蛋白酶及抑制剂的表达，在级联中扩增这些信号，从而促进恶性肿瘤生长的活化和基质的重建[26]。图1-3肿瘤细胞与其微环境的信息交流Figure1-3Informationexchangebetweentumorcellsandtheirmicroenvironment（图片来源：宋柯,潘昊,韩嘉艺,陈立江.纳米载药系统靶向肿瘤微环境治疗策略[J].中国药科大学学报,2018,49(04):392-400.图1）在肿瘤血管的生成中，血管内皮生长因子的作用不可忽视[27]。VEGF家族包括5个成员，即VEGF-A（即通常认为的VEGF）、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D及胎盘生长因子[28]。它们均为二聚体糖蛋白，二聚体三维空间结构以二硫键维持，8个半胱氨酸残基完全保守且相间排列，其结构与类血小板生长因子蛋白区域极其类似。作为公认的最强血管促生长因子之一，VEGF可利用旁分泌途径结合血管内皮细胞膜的VEGF受体（VEGFR），触发级联反应信号转导，引起血管内皮细胞进行有丝分裂，使内皮细胞快速增殖，促进血管生成，淋巴管增生，同时增加血管的通透性[29]。在脑肿瘤、肺癌、肝癌、大肠癌和胃癌等多种癌组织中出现较高水平的表达[30,31]，因此将VEGF作为癌症治疗的新型靶标，为肿瘤生物治疗提供又一可行方案。目前已开发出多种抑制VEGF生物学作用的方法，包括：利用抗体与VEGFR结合使VEGF信号转导通路阻断[30]；将可溶性VEGF、抗VEGF抗体、VEGF-Trap[32]与体内的VEGF结合，使VEGF无法发挥作用；利用干扰技术沉默基因的表达以及反义寡核苷酸技术[33]等等。已有研究表明，VEGF的
本文编号：3488738
【文章来源】：广东药科大学广东省
【文章页数】：107 页
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肿瘤微环境pH分布
颗粒-aptamer-腺苷-SiO2介孔纳米粒子”的ATP响应型金颗粒封堵的介孔二氧化硅控释体系。ATP出现后，能够与aptamer强结合，使腺苷与aptamer的连接断开，金颗粒的封堵随之被打开，进而释放出包载的客体分子。SeungSooOh等人[21]利用一段ATP响应的核酸片段设计了一种形状可变的纳米结构用于结合诱导型的响应释放。顾臻等人[22,23]利用如图1-2的作用机制，引入ATP响应型核酸适体，利用适体中含有的G-C碱基对载入抗肿瘤药阿霉素，再以脂质体为载体递运这一装载阿霉素的ATP适体至肿瘤细胞中，响应性释放阿霉素实现抗肿瘤效果。图1-2ATP触发Dox释放系统原理图Figure1-2TheschematicoftheATP-triggeredDoxreleasesystem（图片来源：MoRan,JiangTianyue,DiSantoRocco,TaiWanyi,GuZhen.ATP-triggeredanticancerdrugdelivery.[J].Naturecommunications,2014,(5):3364.Figure1b）1.2.3肿瘤微环境内的特异过表达标志物肿瘤的生长、浸润、转移及预后是一系列复杂的过程，肿瘤细胞与其微环境间的信息交流涉及很多因子及基因的调控作用，如图1-3所示，例如，在细胞间质与上皮进行能量转换过程，其基底膜被破坏，一些生长因子和蛋白酶便会因此过多分泌，以激活间质环境，如基质金属蛋白酶（MMP）能够通过自分泌和旁分泌的方式降解细胞外基质（ECM）的许多组分，促进ECM特异性迁袭；血管内皮生长因子（VEGF）可以帮助肿瘤血管生长。原本处于动态平衡中的ECM由于癌细胞的出现发生微环境混乱，为满足生长需要，肿瘤细胞为自身生长需要使内部的某些蛋白因子如VEGF等特异性高表达[24,25]，这会导致肿瘤细胞内的DNA或信使RNA（mRNA）转录水平随之升高，最终促进肿瘤生成新生血管、
广东药科大学硕士研究生学位论文4激活基质炎症细胞和肿瘤相关成纤维细胞（TAF），TAF分泌更多的生长因子和蛋白酶，影响蛋白酶及抑制剂的表达，在级联中扩增这些信号，从而促进恶性肿瘤生长的活化和基质的重建[26]。图1-3肿瘤细胞与其微环境的信息交流Figure1-3Informationexchangebetweentumorcellsandtheirmicroenvironment（图片来源：宋柯,潘昊,韩嘉艺,陈立江.纳米载药系统靶向肿瘤微环境治疗策略[J].中国药科大学学报,2018,49(04):392-400.图1）在肿瘤血管的生成中，血管内皮生长因子的作用不可忽视[27]。VEGF家族包括5个成员，即VEGF-A（即通常认为的VEGF）、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D及胎盘生长因子[28]。它们均为二聚体糖蛋白，二聚体三维空间结构以二硫键维持，8个半胱氨酸残基完全保守且相间排列，其结构与类血小板生长因子蛋白区域极其类似。作为公认的最强血管促生长因子之一，VEGF可利用旁分泌途径结合血管内皮细胞膜的VEGF受体（VEGFR），触发级联反应信号转导，引起血管内皮细胞进行有丝分裂，使内皮细胞快速增殖，促进血管生成，淋巴管增生，同时增加血管的通透性[29]。在脑肿瘤、肺癌、肝癌、大肠癌和胃癌等多种癌组织中出现较高水平的表达[30,31]，因此将VEGF作为癌症治疗的新型靶标，为肿瘤生物治疗提供又一可行方案。目前已开发出多种抑制VEGF生物学作用的方法，包括：利用抗体与VEGFR结合使VEGF信号转导通路阻断[30]；将可溶性VEGF、抗VEGF抗体、VEGF-Trap[32]与体内的VEGF结合，使VEGF无法发挥作用；利用干扰技术沉默基因的表达以及反义寡核苷酸技术[33]等等。已有研究表明，VEGF的
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