阳离子卟啉光敏剂的光动力抗菌活性及作用机制研究

发布时间：2017-09-18 12:16

  本文关键词：阳离子卟啉光敏剂的光动力抗菌活性及作用机制研究

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【摘要】：本论文主要包括四个方面：第一部分光动力抗菌活性化合物的计算化学研究本部分为了探讨光敏剂和光动力抗菌活性化合物的定量结构-性质关系(QSPR, quantitative structure-property relationships),我们运用计算化学方法建立150个光敏剂和202个光动力抗菌活性化合物的QSPR模型,采用主成分分析法(PCA, principal component analysis)将多维化学空间映射到二维空间,揭示光敏抗菌分子的化学空间分布。结果显示大部分光动力抗菌活性化合物并不遵循Lipinski的“类药性五原则”,我们初步归纳总结适合光敏剂研究的相似性评价原则：分子量小于1500；氢键供体数目小于10；氢键受体数目小于12；脂水分布系数小于8；可旋转键数目不超过15个。主成分分析结果显示光动力抗菌活性化合物和光敏药物之间既存在相同的化学空间和属性又表现出物理化学性质方面的差异。第二部分 阳离子卟啉光敏剂LD4的含量测定本部分采用反相高效液相色谱建立LD4含量测定方法并进行了方法学验证,结果显示LD4检测质量浓度线性范围为1.55-95μg/mL (r=0.9994);精密度、稳定性试验的RSD1.0%；检测限和定量限分别为1.1和3.8ng。该方法简单、快速、准确、专属性强,适用于LD4的质量控制。第三部分 阳离子卟啉光敏剂LD4的体外抗菌活性研究本部分研究了阳离子卟啉光敏剂LD4对铜绿假单胞杆菌(P. aeruginosa)的光动力杀伤作用并探讨其作用机制。采用琼脂二倍稀释法考察细菌接种量、培养基pH值和血清蛋白含量对LD4最小抑菌浓度(MIC)的影响,结果显示当接种量低于106CFU/mL时,光反应和暗反应的MIC值均没有变化,而当接种量高于106CFU/mL时,光反应和暗反应的MIC值均升高。随着培养基pH值的升高,光反应和暗反应的MIC值逐渐增大。光反应和暗反应血清蛋白含量对MIC值的影响不同,随着血清蛋白含量的增加,光反应的MIC值逐渐升高,而暗反应逐渐降低。采用平皿菌落计数法研究激光能量密度对PACT作用的影响,结果显示随着激光能量密度的升高,铜绿假单胞杆菌的存活率降低,且全部被灭活所需的光敏剂的量降低。采用平皿菌落计数法研究LD4对铜绿假单胞杆菌的抗菌后效应,结果显示PACT作用后,P.aeruginosa存在明显的抗菌后效应,且PAE值呈光敏剂剂量依赖性。2h后,各实验组存活的细菌会继续增殖,经过对数生长期到达平台期。采用流式细胞仪检测LD4对铜绿假单胞杆菌细菌活性的影响,结果显示PACT作用后,活菌比例随着LD4浓度逐渐降低,且剂量依赖关系明显。采用激光共聚焦显微镜、原子力显微镜以及扫描电子显微镜法观察PACT作用对铜绿假单胞杆菌形态及微观结构的影响,结果显示PACT作用后铜绿假单胞杆菌形态破碎不完整或表面干扁粗糙变形,内容物泄露,而正常细菌形态饱满,外膜光滑且完整。采用MTT法检测光敏剂LD4对L929的光毒性影响,结果显示LD4对L929细胞的光毒性的ICso值为7.08μM。LD4的浓度为3.9μM时,L929的存活率超过80%。第四部分阳离子卟啉光敏剂LD4的体内抗菌活性研究本部分采用改良付小兵全层皮肤缺损法制成创伤感染性动物溃疡模型来评价阳离子光敏剂LD4用于外伤感染治疗的可行性,采用平皿菌落计数法测定创面细菌数量,采用游标卡尺测量创面直径计算创面面积并计算创面愈合率,采用Elisa法检测创面组织炎性细胞因子IL-6, TNF-a表达。结果显示,与模型对照组相比,其他各治疗组不同时间点创面菌落数明显下降,创面愈合速度加快,Elisa检测显示炎性细胞因子IL-6和TNF-a的表达均下调,减少创面炎症反应,促进血管再生以及伤口愈合。PACT高剂量治疗组作用效果显著且优于抗生素治疗组。
【关键词】：光动力抗菌化学疗法 阳离子卟啉光敏剂 铜绿假单胞杆菌 化学空间
【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R96
【目录】：

• 中文摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• 前言11-23
• 1 研究背景11
• 2 细菌抗生素耐药性机制11-13
• 2.1 酶诱导抗生素失活12
• 2.2 作用靶点改变12
• 2.3 药物主动外排泵系统和外膜通透性的变化12-13
• 3 PACT的提出13-17
• 3.1 PACT的主要作用机制13-14
• 3.2 PACT的主要优势14-15
• 3.3 PACT的体外抗菌研究15-16
• 3.4 PACT的体内抗菌研究16-17
• 4 课题的提出17-18
• 参考文献18-23
• 第一章 光动力抗菌活性化合物的计算化学研究23-37
• 引言23
• 1 研究工具23
• 2 方法23-25
• 2.1 分子数据集的建立23-24
• 2.2 分子描述符的计算24
• 2.3 化学空间模型的建立24-25
• 3 结果25-29
• 3.1 结构描述符的计算结果25-26
• 3.2 药理学性质的预测结果26-29
• 3.3 药代动力学特征的预测结果29
• 4 讨论29-31
• 5 本章小结31
• 参考文献31-37
• 第二章 阳离子卟啉光敏剂LD_4的含量测定37-42
• 引言37
• 1 材料37
• 1.1 主要仪器与试剂37
• 1.2 光敏剂37
• 2 方法37-38
• 2.1 样品溶液的制备37-38
• 2.2 测定方法38
• 3 结果38-40
• 3.1 系统适用性实验38
• 3.2 线性范围38-39
• 3.3 检测限和定量限39
• 3.4 精密度实验39
• 3.5 稳定性实验39
• 3.6 专属性实验39-40
• 3.7 样品含量测定40
• 4 讨论40-41
• 5 本章小结41
• 参考文献41-42
• 第三章 阳离子卟啉光敏剂LD_4体外抗菌活性研究42-56
• 引言42
• 1 材料42-44
• 1.1 主要仪器与试剂42-43
• 1.2 实验菌株和培养基43
• 1.3 实验细胞株及培养条件43-44
• 1.4 光敏剂44
• 2 方法44-47
• 2.1 细菌悬液的制备44
• 2.2 不同培养条件对LD_4抑菌活性的影响44
• 2.3 激光能量密度对P.aeruginosa的PACT的影响44-45
• 2.4 体外抗菌后效应(PAE)的测定45
• 2.5 流式细胞仪法检测PACT对P.aeruginosa活性的影响45
• 2.6 细菌形态学和微观结构的观察45-46
• 2.7 MTT法测定光敏剂LD_4对小鼠成纤维细胞L929的光毒性46-47
• 2.8 统计学方法47
• 3 结果47-51
• 3.1 不同培养条件对LD_4抑菌活性的影响47-48
• 3.2 激光能量密度对P.aeruginosa PACT的影响48
• 3.3 体外抗菌后效应48-50
• 3.4 流式细胞仪法检测PACT 对P.aeruginosa活性的影响50
• 3.5 细菌形态学与微观结构的观察50
• 3.6 LD_4对小鼠成纤维细胞L929的细胞毒50-51
• 4 讨论51-53
• 5 本章小结53
• 参考文献53-56
• 第四章 阳离子卟啉光敏剂LD_4体内抗菌活性研究56-64
• 引言56
• 1 材料56-57
• 1.1 主要仪器与试剂56
• 1.2 实验菌株和实验动物56-57
• 1.3 光敏剂57
• 2 方法57-58
• 2.1 动物模型的建立57
• 2.2 动物分组及治疗57-58
• 2.3 动物取材58
• 2.4 在体细菌测定58
• 2.5 创面愈合率观察58
• 2.6 Elisa法检测创面组织IL-6,TNF-α的表达58
• 2.7 统计学方法58
• 3 结果58-60
• 3.1 在体细菌测定58-59
• 3.2 创面愈合率59-60
• 3.3 Elisa法检测创面组织IL-6,TNF-α的表达60
• 4 讨论60-61
• 5 本章小结61-62
• 参考文献62-64
• 个人简介64-65
• 致谢65

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6 董为人;李朝龙;;PDT光敏剂的最新资料[J];医学研究通讯;1995年01期

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