四氯四碘荧光素与聚谷氨酸键合物纳米颗粒的制备及抗肿瘤研究

发布时间：2017-05-19 19:30

  本文关键词：四氯四碘荧光素与聚谷氨酸键合物纳米颗粒的制备及抗肿瘤研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：四氯四碘荧光素(Rose Bengal, RB)是荧光素的卤化衍生物,作为一种良好的光敏剂,它可以将吸收的光能高效地转化为活性氧,对多种疾病进行光动力学治疗。最近的研究表明,RB在没有光照时也具有化疗药物的功效,其作为抗肿瘤药物正在皮肤癌、乳腺癌和肝癌上进行临床试验。临床试验发现,RB不仅能杀死肿瘤细胞,还能激活免疫系统,对肿瘤进行免疫治疗。例如,给体内部分黑素瘤注射RB,体内的其他黑素瘤也会受到抑制。可见,RB是一种非常有研究价值和临床应用前景的新型抗肿瘤药物。然而,临床试验中使用的药物形式为四氯四碘荧光素钠,作为一种阴离子的小分子化合物难以跨膜进入细胞,而且其血浆清除速率过快,只能进行局部注射治疗,因此其临床应用受到限制。本论文提出将RB与生物相容性好的高分子载体聚谷氨酸键合,形成两亲性高分子药物键合物,在水中组装成纳米尺寸的药物,增加药物的血液循环时间和肿瘤靶向性,解决RB不能通过静脉给药的问题,并提高其抗肿瘤效率。论文首先合成了一种带氨基的RB衍生物,通过其氨基与聚谷氨酸中的羧基键合,合成得到了聚谷氨酸-四氯四碘荧光素键合物(PGA-RB)药物,经测定其键合率为8%。动态光散射和电镜表明其在水溶液中可以自组装为平均粒径为160nm的纳米颗粒,其Zeta电位为-30 mV。体外抗肿瘤实验表明,在没有光照的条件下PGA-RB具有与RB相当的细胞毒性,但是在光照下PGA-RB具有大幅提高的肿瘤细胞毒性,其对Bcap37. A549和HepG2的光毒性指数分别是RB的27.8、5.8和4.8倍。本研究利用流式细胞仪测试了药物在细胞中的摄取和活性氧产生情况,发现键合后的药物在肿瘤细胞内浓度大幅增加,产生的活性氧也更多。另外,还利用激光共聚焦显微镜上观测了两种PGA-RB和RB的亚细胞分布,发现RB在键合前非常均匀地分布在整个细胞,而且信号强度非常弱,而键合后PGA-RB选择性地富集在细胞核附近,荧光信号很强,表明PGA-RB具有比RB大幅提高的细胞摄取和活性氧产生能力,导致了其大幅提高的光毒性。同时,键合后PGA-RB的体内的血液循环时间显著延长,本文还以人乳腺癌(Bcap-37)裸鼠移植瘤为模型,通过静脉给药研究了PGA-RB和RB在光照条件下的体内抗肿瘤性能,发现PGA-RB确实具有更高的抗肿瘤效率。最后,本文通过PGA-RB与荧光素酶交联,希望利用荧光素酶催化荧光素氧化发出的荧光激发PGA-RB产生活性氧治疗肿瘤,建立一种无需外部光源的光动力学治疗方法。本研究控制交联程度成功地制备了PGA-RB与荧光素酶复合纳米颗粒,测试了其在加入底物后的发光强度,发现与没有交联的荧光素酶相比,其发光强度稍有下降,但仍然维持了较高的发光比例,而且复合纳米颗粒能够进入细胞。但是细胞毒性实验发现,其毒性与未键合荧光素酶的PGA-RB内米颗粒类似,并未产生额外的光毒性,表明荧光素酶催化荧光素氧化发出的光强不足以激发光敏剂,产生足够的活性氧杀死肿瘤细胞。
【关键词】：四氯四碘荧光素 聚谷氨酸 抗肿瘤药物 药物输送 光动力学治疗
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R943;R96
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 文献综述12-34
• 1.1 引言12-17
• 1.1.1 抗肿瘤治疗与药物研发现状12-13
• 1.1.2 新型纳米抗肿瘤药物研究进展13-15
• 1.1.3 光动力学治疗在肿瘤治疗中的应用15-17
• 1.2 四氯四碘荧光素类抗肿瘤药物的研究进展17-24
• 1.2.1 四氯四碘荧光素类抗肿瘤药物的光动治疗和化疗效果18-21
• 1.2.2 四氯四碘荧光素钠抗肿瘤活性的临床试验进展21-22
• 1.2.3 四氯四碘荧光素类药物在抗肿瘤中的免疫治疗作用22-24
• 1.3 利用荧光素酶的光动力学治疗的研究进展24-27
• 1.4 聚谷氨酸键合抗肿瘤药物的研究进展27-32
• 1.5 课题的提出和研究内容32-34
• 第二章 聚谷氨酸-四氯四碘荧光素键合物的合成与表征34-48
• 2.1 引言34-35
• 2.2 实验部分35-39
• 2.2.1 实验材料35
• 2.2.2 实验仪器35-36
• 2.2.3 聚谷氨酸的合成36-37
• 2.2.4 四氯四碘荧光素-乙基胺的合成37
• 2.2.5 PGA-RB的合成37-38
• 2.2.6 PGA-RB吸收光谱和键合率测定方法38
• 2.2.7 PGA-RB纳米颗粒的制备与表征方法38
• 2.2.8 光照条件下活性氧产生的测定方法38-39
• 2.3 结果与讨论39-47
• 2.3.1 聚L-谷氨酸载体的合成与表征39-41
• 2.3.2 四氯四碘荧光素-乙基胺的合成与表征41
• 2.3.3 PGA-RB的合成与表征41-43
• 2.3.4 PGA-RB纳米颗粒的结构表征43-45
• 2.3.5 PGA-RB纳米颗粒的光学和光化学性质表征45-47
• 2.4 本章小结47-48
• 第三章 聚谷氨酸-四氯四碘荧光素的抗肿瘤活性研究48-63
• 3.1 引言48
• 3.2 实验部分48-51
• 3.2.1 实验材料48-49
• 3.2.2 实验仪器49
• 3.2.3 细胞培养条件49
• 3.2.4 动物实验条件49-50
• 3.2.5 药物体外毒性实验50
• 3.2.6 药物细胞吞噬和活性氧产生测定实验50
• 3.2.7 激光共聚焦显微镜观测药物细胞内分布实验50-51
• 3.2.8 药物体内血浆清除实验51
• 3.2.9 人乳腺癌裸鼠移植瘤模型的抗肿瘤活性实验51
• 3.3 结果与讨论51-62
• 3.3.1 体外细胞毒性研究51-54
• 3.3.2 体外细胞吞噬和活性氧产生研究54-56
• 3.3.3 药物的亚细胞分布研究56-59
• 3.3.4 药物的血浆清除研究59-60
• 3.3.5 体内抗肿瘤活性研究60-62
• 3.4 本章小结62-63
• 第四章 聚谷氨酸-四氯四碘荧光素键合荧光素酶的光动力学治疗研究63-71
• 4.1 引言63-64
• 4.2 实验部分64-67
• 4.2.1 实验材料64-65
• 4.2.2 实验仪器65
• 4.2.3 PGA-RB-LUC复合纳米颗粒的制备65-66
• 4.2.4 体外化学发光测试66
• 4.2.5 荧光素参与的光动力学体外毒性实验66
• 4.2.6 药物的亚细胞分布研究66-67
• 4.3 结果与讨论67-70
• 4.3.1 PGA-RB-LUC纳米颗粒的制备与表征67-68
• 4.3.2 PGA-RB-LUC纳米颗粒的化学发光研究68
• 4.3.3 荧光素参与的光动力学体外毒性68-69
• 4.3.4 PGA-RB-LUC复合纳米颗粒的亚细胞分布69-70
• 4.4 本章小结70-71
• 第五章 结论与展望71-73
• 参考文献73-81
• 作者简历与科研成果81

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