钌配合物及多功能纳米双载药物和siRNA抑制肿瘤及其靶向成像的研究

发布时间：2018-11-08 07:34

【摘要】：恶性肿瘤已经成为人类的头号杀手。已知化疗药物仍普遍存在毒性强、对肿瘤靶向识别性差,在杀死肿瘤细胞的同时也对人体正常组织细胞造成很大的伤害,长期治疗更会致使肿瘤细胞产生耐药性等缺点。并且传统的单一药物抗肿瘤很难达到理想的治疗效果。因此,开发高效、低毒、靶向性强的新型多靶点抗肿瘤药物是研究重点。钌配合物具有低毒性、易吸收、体内排泄快等化学生物学特性,在抗肿瘤药物开发领域受到极大关注。钌配合物能够诱导并稳定端粒DNA形成G-四链体结构,抑制端粒酶活性,并且体内外都表现出抗肿瘤活性和荧光探针的功能。钌配合物的另一优势在于能够选择性的抑制肿瘤的转移。小干扰RNA(siRNA)可以特异性的抑制某些基因的表达,在肿瘤治疗领域具有重要的应用价值。因此,通过纳米载体负载siRNA和抗肿瘤药物,并利用外接肿瘤特异性识别靶标分子等方式,建立靶向性纳米运载体系,有效提高传统抗肿瘤药物的治疗效果。这些新型的纳米运载体系集载药、递送siRNA及靶向成像于一体,为开发肿瘤的诊断试剂和基因治疗功能的纳米药物奠定坚实的理论基础。基于上述的研究背景,本论文系统的研究了钌配合物与人体端粒序列HTG21AG3(T2AG3)3的相互作用及抗肿瘤作用机制。树状大分子修饰的纳米硒负载VEGFsiRNA对血管新生和抗肿瘤方面的影响,以及磁性纳米运载体双载化疗药物阿霉素和siRNA磁靶向治疗肿瘤及双模式成像的研究。本论文主要包括以下五章:第一章,绪论部分,简要的综述了G-四链体的结构特点及生物学功能,介绍了血管生长因子VEGF及b FGF对肿瘤血管的影响;重点介绍了基因治疗肿瘤的研究进展,详细的阐述了纳米载体递送基因和药物的要素。第二章,本研究旨在阐明金属配合物作为一种新颖和有效的端粒酶抑制剂和细胞核靶向药物在抗肿瘤过程中的效果。两个手性配合物无论是在有金属离子还是没有金属离子的情况下都能够选择性的诱导和稳定端粒DNA的G四链体,Λ-[Ru(phen)2(p-HPIP)]2+在抑制端粒酶的过程中具有很高的抑制活性,表明Λ-[Ru(phen)2(p-HPIP)]2+可能是在癌症化疗中是端粒酶的有效抑制剂。这些手性配合物Λ-[Ru(phen)2(p-HPIP)]2+被HepG2细胞有效吸收,进入细胞质后积累于细胞核内,显示更优异的抗肿瘤活性。钌配合物进入细胞核以及后续的积累与异构体的手性和钌配合物微妙的环境有关。因此,细胞核可以作为手性钌配合物作为抗肿瘤药物细胞内的靶点。第三章,研究表明钌配合物有较强的抗癌活性,但是抗癌药物的细胞吸收对药效活性有着至关重要的影响,使用具有荧光特性的钌配合物能有效地跟踪肿瘤细胞和准确地实时记录药物的分散、转移。在这项研究,我们采用含有疏水性配体的钌配合物,[ru(bpy)2(5-idip)]2+(rbd)和[ru(phen)2(5-idip)]2+(rpd),(5-idip=2-吲哚-[4,5-f][1,10]-邻二氮菲)。研究发现rpd能够通过能量依赖的非内吞方式有效的进入到hela细胞中,进入细胞后钌配合物先在溶酶体内聚集,然后再从溶酶体内逃逸,聚集细胞核中,有效抑制dna的转录和翻译,最终导致癌细胞的凋亡。另外rpd通过激活caspase-9以及后续的caspase-3和caspase-7并诱导parp失活,从而诱导了线粒体介导的hela细胞凋亡。研究还表明,rpd通过线粒体介导的细胞凋亡途径和抑制端粒酶活性诱发hela细胞发生凋亡。第四章,小干扰rna(sirna)在心血管疾病、病毒感染、癌症等疾病的治疗和预防上已经表现出巨大的应用前景,但实际治疗应用中需要依靠有效的载体运送才能到达靶细胞。在本研究中,我们试图通过合成的纳米硒颗粒及其优化体系与沉默肿瘤相关基因vegf的sirna组装系统的结构调控来构建高效的基因递送系统。在纳米硒senps的基础上将具有电荷翻转功能的聚烯丙胺柠康酸酐衍生物(pah-cit)和高负载效率的树状大分子g2pamam在senps上进行组装,制备用于sirna传递的纳米硒复合载体g2/pah-cit/senps@sirna。此纳米载体具有ph响应特性,能够有效提高sirna的负载效率和释放效率,进而在体内外高效沉默vegf基因。另外,体内实验表明g2/pah-cit/senps@sirna纳米体系能够有效靶向小鼠肿瘤部位,通过沉默vegf基因,抑制肿瘤内血管的生长。g2/pah-cit/senps@sirna与senps@sirna相比,不仅能够明显提高抗肿瘤效果,并且对主要器官几乎没有毒副作用。总之,本研究提过了一个新的sirna运载系统,从而为癌症的治疗提供另一种治疗途径。第五章,两个或两个以上不同机制的治疗方法相结合,能够更有效的阻止肿瘤的生长。化疗药物和sirna的协同治疗提供了一个有前景的癌症治疗策略。合成具有磁靶向的超顺磁性纳米颗粒fe3o4,表面包覆一层介孔二氧化钛,形成复合纳米载体fe3o4@tio2@mtio2,有效双载化疗药物阿霉素(dox)和β-cateninsirna。后续实验证明在外加磁场的作用下,fe3o4@tio2@mtio2有效的实现药物和基因的负载和控制释放,实现化疗药物和基因的协同治疗,外加磁场促进细胞吸收的速度。通过核磁共振成像和荧光成像双模式成像精确诊断识别肿瘤部位,外加磁场作用下磁性纳米运载体系Fe3O4@TiO2@mTiO2-DOX/si RNA能够有效靶向肿瘤组织,并对正常器官无明显毒副作用。结果证明磁靶向运载体同时负载DOX和siRNA的联合治疗方法对肿瘤具有显著的治疗效果,且对正常组织无毒副作用。
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【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R73-36
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本文编号：2317802