發(fā)布時(shí)間：2020-11-12 01:47

　　 通過半胱氨酸(Cys)上的1,2-氨基硫醇和氰基苯并噻唑(CBT)之間的點(diǎn)擊縮合反應(yīng)(CBT-Cys)或酶控自組裝(EISA)等原理制備的超分子納米材料己經(jīng)成功地被用于分子影像(光學(xué)和磁共振等)、材料化學(xué)(制備納米粒子和水凝膠等)以及對蛋白質(zhì)的修飾等領(lǐng)域。雖然目前已經(jīng)有不少研究者正致力于利用納米材料對機(jī)體免疫系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控進(jìn)而對腫瘤或感染性疾病等免疫相關(guān)疾病進(jìn)行干預(yù),但通過使用CBT-Cys點(diǎn)擊縮合反應(yīng)或EISA原理設(shè)計(jì)的超分子納米材料有目的地對免疫系統(tǒng)施加影響以干預(yù)疾病進(jìn)程或者對這些材料可能在體內(nèi)造成的與免疫系統(tǒng)相關(guān)的效應(yīng)的研究則仍有待深入�；�于肽鏈序列本身具備的天然屬性所產(chǎn)生的高度生物兼容性,我們可以設(shè)計(jì)出多種功能小分子前體并通過CBT-Cys點(diǎn)擊縮合反應(yīng)或EISA原理使其以不同的途徑或者在不同的部位發(fā)生自組裝或解組裝等過程以實(shí)現(xiàn)藥物緩釋或信號放大等目的。通過上述原理,我們在得到不同納米結(jié)構(gòu)(如納米纖維或納米粒子)的同時(shí),也希望所設(shè)計(jì)的化合物能夠在免疫相關(guān)疾病(如腫瘤、感染性疾病和自身免疫病等)的發(fā)生發(fā)展過程中實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)藥效、降低藥物毒副作用或?qū)崟r(shí)追蹤相關(guān)生物學(xué)指標(biāo)等目的。因此,基于目前依然存在于超分子化學(xué)和免疫學(xué)之間的大量研究空白,針對利用CBT-Cys點(diǎn)擊縮合反應(yīng)或EISA原理所制備的超分子納米材料在免疫學(xué)中可能效應(yīng)的深入研究具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的科學(xué)價(jià)值�；�于此,在本文中,我們合理地設(shè)計(jì)了不同的超分子化合物前體并通過以上兩種超分子自組裝原理實(shí)現(xiàn)了針對不同免疫學(xué)情境的功能應(yīng)用:(1)高濃度紫杉醇(PTX)通常被用來作為一種化學(xué)療法藥物對抗腫瘤,但同時(shí)會對機(jī)體特別是免疫系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的毒副作用并反過來使得機(jī)體自身的免疫力被嚴(yán)重削弱。而當(dāng)使用低濃度PTX時(shí),研究發(fā)現(xiàn)該藥物能夠有效刺激免疫細(xì)胞的抗腫瘤潛能。因此,在高濃度下使用PTX并降低其對免疫系統(tǒng)的毒性而又能夠保持其對免疫細(xì)胞的抗腫瘤潛力的刺激能力則仍然極具挑戰(zhàn)性。本文中,我們合理地設(shè)計(jì)了一種 PTX 的衍生物(Cys(StBu)-Arg-Arg-Arg-Lys(PTX)-CBT(1))用以十分簡便地制備包載PTX的納米粒子(1-NP)。體外實(shí)驗(yàn)證實(shí),在高PTX濃度下,1-NP較游離PTX表現(xiàn)出了更低的對于巨噬細(xì)胞的細(xì)胞毒性,同時(shí)其可以被巨噬細(xì)胞有效吞噬并隨后以一種劑量依賴的方式使細(xì)胞極化為一種具備抗腫瘤活性的狀態(tài)。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明1-NP較游離PTX具有更強(qiáng)的抗腫瘤效應(yīng)但同時(shí)其對存在于免疫器官以及腫瘤部位的免疫細(xì)胞的細(xì)胞毒性則明顯更弱。我們的結(jié)果說明,通過使用不同劑量的1-NP,能夠精確地對病人免疫系統(tǒng)的活化進(jìn)行調(diào)控以獲得更有效的抗腫瘤效果和可控的自身免疫應(yīng)答。我們也需指出該治療策略可作為一項(xiàng)結(jié)合免疫療法和化學(xué)療法二者優(yōu)勢的有效嘗試并有望在將來達(dá)到更好的抗腫瘤臨床療效;(2)基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)是在多種免疫相關(guān)疾病(如肝臟纖維化和腫瘤)中起到關(guān)鍵作用的一種蛋白酶家族。而截至目前,利用酶控近紅外(NIR)熒光納米粒子解組裝促使熒光恢復(fù)對MMPs在疾病進(jìn)程中的活性進(jìn)行檢測或成像的研究仍鮮有報(bào)道。本文中,我們合理地設(shè)計(jì)了一種新的熒光信號可以通過還原控制的縮合以及隨后的納米粒子(1-NP)自組裝而發(fā)生自猝滅的NIR探針1。而通過基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP-2)的酶切,1-NP會被解組裝而使NIR熒光得到恢復(fù)。利用這個(gè)過程,我們成功地在體外和活細(xì)胞中分別將1-NP運(yùn)用于對MMP-2活性的NIR檢測和成像。另外,我們也利用1-NP對裸鼠中的MC38結(jié)腸癌模型腫瘤中的MMP-2活性進(jìn)行了特異性NIR成像。我們需要指出該NIR探針1可能在將來被進(jìn)一步發(fā)展成在臨床前研究甚至是臨床研究中的腫瘤靶向成像工具;(3)地塞米松(Dex)是一種重要的抗炎藥物但是高劑量使用Dex會引發(fā)嚴(yán)重的毒副作用。因此發(fā)明新的策略來促進(jìn)Dex的抗炎效果便顯得尤為重要但仍存在困難。本文中,我們利用一種酶控自組裝系統(tǒng)發(fā)明了一種細(xì)胞內(nèi)共組裝的策略來增強(qiáng)Dex的抗炎能力。在堿性磷酸酶(ALP)的催化作用下,凝膠因子前體Nap-Phe-Phe-Tyr(H2PO3)-OH(1p)自組裝成水凝膠Gel 1但地塞米松磷酸鹽(Dp)則僅僅轉(zhuǎn)變成Dex的沉淀。然而,將等量1p和Dp通過ALP誘導(dǎo)而發(fā)生共組裝則形成了一種新的水凝膠Gel 2。兩種炎癥細(xì)胞模型實(shí)驗(yàn)說明細(xì)胞內(nèi)的ALP誘發(fā)的Dp和1p的共組裝極大地促進(jìn)了 Dex的抗炎效力。我們指出我們的細(xì)胞內(nèi)共組裝策略或可以被廣泛用于促進(jìn)更多藥物的治療效果,而同時(shí)也可以被用來緩解這些藥物的毒副作用;(4)肝臟纖維化可由多種慢性肝臟疾病引發(fā),如果不對其進(jìn)程進(jìn)行及時(shí)有效干預(yù),則會進(jìn)一步發(fā)展為肝硬化甚至是肝細(xì)胞癌�？寡庄煼ɑ蚩梢宰鳛橐环N標(biāo)準(zhǔn)的治療肝臟纖維化的策略,但智能的、肝臟纖維化靶向的同時(shí)又能使抗炎藥物(Dex)發(fā)生自組裝和緩慢釋放的抗肝纖維化療法則仍然未見報(bào)道。本文中,我們合理地設(shè)計(jì)了一種凝膠因子前體Nap-Phe-Phe-Lys(Dex)-Tyr(H2PO3)-OH(1-Dex-P)并且提出了一種串聯(lián)酶控自組裝以及藥物緩釋策略使得Dex的抗肝臟纖維化效應(yīng)較游離Dex在體外以及體內(nèi)均明顯提升。酶切實(shí)驗(yàn)證實(shí)1-Dex-P首先會被ALP脫磷酸化而轉(zhuǎn)變成Nap-Phe-Phe-Lys(Dex)-Tyr-OH(1-Dex)并自組裝成納米纖維1-Dex,而該納米纖維接著會被酯酶水解緩慢釋放出Dex而轉(zhuǎn)變成另一種納米纖維1。我們設(shè)想該串聯(lián)酶控策略可以在將來被廣泛用于設(shè)計(jì)更多精致的藥物輸送體系從而增強(qiáng)藥物的療效。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：R392
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 CBT-Cys點(diǎn)擊縮合反應(yīng)簡介
        1.1.1 CBT-Cys點(diǎn)擊反應(yīng)用于蛋白標(biāo)記
        1.1.2 CBT-Cys點(diǎn)擊反應(yīng)用于分子影像
        1.1.3 CBT-Cys點(diǎn)擊反應(yīng)用于納米結(jié)構(gòu)自組裝
        1.1.4 CBT-Cys點(diǎn)擊反應(yīng)用于癌癥治療
    1.2 超分子生物功能材料簡介
    1.3 免疫系統(tǒng)和免疫學(xué)簡介
    1.4 超分子自組裝納米材料在免疫學(xué)上的應(yīng)用
    1.5 總結(jié)和展望
    1.6 論文的選題及主要工作
    參考文獻(xiàn)
第二章 紫杉醇超分子自組裝納米粒子激活免疫系統(tǒng)抵抗癌癥
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 試劑及儀器型號
        2.2.2 小鼠
        2.2.3 骨髓來源巨噬細(xì)胞（BMDMs）培養(yǎng)
        2.2.4 共孵育實(shí)驗(yàn)
        2.2.5 黑色素瘤腫瘤模型建立
        2.2.6 流式細(xì)胞術(shù)
        2.2.7 熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（RT-PCR）
        2.2.8 細(xì)胞計(jì)數(shù)微球陣列實(shí)驗(yàn)（CBA）
        2.2.9 谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）檢測
        2.2.10 1以及1-NP的合成及表征
    2.3 結(jié)果
        2.3.1 化合物1的合成與表征以及1-NP的體外自組裝
        2.3.2 高PTX濃度下1-NP對免疫細(xì)胞顯示弱細(xì)胞毒性
        2.3.3 1-NP在體外能夠刺激巨噬細(xì)胞表面過表達(dá)CD11b
        2.3.4 1-NP使巨噬細(xì)胞產(chǎn)生M1型極化而同時(shí)能夠抑制其M2型極化
        2.3.5 1-NP以一種劑量依賴的方式刺激巨噬細(xì)胞極化
        2.3.6 1-NP較PTX具有更強(qiáng)的抗黑色素瘤效應(yīng),且該效應(yīng)與其對免疫系統(tǒng)的刺激相關(guān)
        2.3.7 1-NP能夠降低PTX在免疫器官和腫瘤部位對免疫細(xì)胞的細(xì)胞毒性,并且對治療小鼠未表現(xiàn)出明顯毒副作用
    2.4 討論
    2.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 自猝滅近紅外熒光納米粒子解組裝實(shí)現(xiàn)基質(zhì)金屬蛋白酶有效檢測
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.2.2 主要的實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.3 化合物的合成及表征
        3.2.4 MTT實(shí)驗(yàn)
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 設(shè)計(jì)思路
        3.3.2 利用1-NP對MMP-2活性進(jìn)行體外NIR熒光檢測
        3.3.3 在細(xì)胞中對MMP-2樣活性進(jìn)行NIR成像
        3.3.4 在荷瘤小鼠體內(nèi)實(shí)現(xiàn)針對MMP-2酶樣活性的NIR成像
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 細(xì)胞內(nèi)共組裝有效促進(jìn)地塞米松的抗炎能力
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方法
        4.2.1 常規(guī)方法和材料
        4.2.2 水凝膠制備的常規(guī)程序
        4.2.3 骨髓來源巨噬細(xì)胞（BMDMs）培養(yǎng)
        4.2.4 共孵育實(shí)驗(yàn)
        4.2.5 流式細(xì)胞術(shù)
        4.2.6 MTT實(shí)驗(yàn)
        4.2.7 化合物的合成及表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 1p和Dp能夠通過酶控共組裝形成新的水凝膠
        4.3.2 1p和Dp通過酶控共組裝形成的水凝膠具有更強(qiáng)機(jī)械性能
        4.3.3 1p和Dp的酶控共組裝能夠明顯提升Dex在細(xì)胞水平的抗炎能力
    4.4 小結(jié)與展望
    參考文獻(xiàn)
第五章 串聯(lián)酶控自組裝和藥物緩釋增強(qiáng)地塞米松抗肝臟纖維化效應(yīng)
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
        5.2.2 水凝膠制備的常規(guī)方法
        5.2.3 骨髓來源巨噬細(xì)胞（BMDMs）的培養(yǎng)
        5.2.4 細(xì)胞孵育實(shí)驗(yàn)
        5.2.5 流式細(xì)胞術(shù)
        5.2.6 MTT實(shí)驗(yàn)
        5.2.7 肝臟纖維化模型建立
        5.2.8 蘇木精尹紅（H&E）染色及天狼星紅染色
        5.2.9 谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）檢測
        5.2.10 熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（RT-PCR）
        5.2.11 數(shù)據(jù)分析
        5.2.12 化合物的合成及表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 1-Dex-P能夠在ALP和酯酶作用下發(fā)生串聯(lián)自組裝和藥物緩釋
        5.3.2 1-Dex-P的串聯(lián)酶控自組裝和藥物緩釋能夠提升Dex抗細(xì)胞炎癥的能力
        5.3.3 1-Dex-P的串聯(lián)酶控自組裝和藥物緩釋能夠提升Dex的抗肝臟纖維化能力
    5.4 小結(jié)與展望
    參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李湘洲;;自組裝材料[J];金屬世界;2006年01期

2 滇川;自組裝材料[J];世界科學(xué);1996年02期

3 李繼東;蔡亞岐;史亞利;牟世芬;江桂斌;;離子型表面活性劑自組裝體系在化學(xué)中的應(yīng)用[J];化學(xué)進(jìn)展;2007年10期

4 云中客;振蕩引向自組裝[J];物理;2003年05期

5 王韻晴;盧婷利;陳婷;馬玉樊;趙雯;陳濤;;自組裝多肽支架材料的研究進(jìn)展[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年02期

6 ;科學(xué)家發(fā)現(xiàn)DNA鏈自組裝最佳長度[J];廣西科學(xué);2010年04期

7 楊傳孝;黃承志;;毛細(xì)流自組裝成環(huán)熒光顯微測定血清樣品中硫酸奎尼丁[J];分析化學(xué);2006年02期

8 惠文杰,楊榮,張玉琦;自組裝成膜技術(shù)及其研究進(jìn)展[J];延安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年02期

9 李堅(jiān);姜德生;余海湖;;離子自組裝鍍膜機(jī)電路設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2008年04期

10 郭彥;趙健偉;;自組裝體系中分子間相互作用對其電化學(xué)行為的影響[J];化學(xué)通報(bào);2007年12期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 唐維;CBT-Cys點(diǎn)擊縮合反應(yīng)與酶控自組裝在免疫學(xué)中的應(yīng)用[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

2 何佩雷;雙表面活性劑修飾多金屬氧簇的自組裝行為研究[D];清華大學(xué);2016年

3 付華;有機(jī)磷輔助氨基酸自組裝成肽及其機(jī)理研究[D];清華大學(xué);1998年

4 解蕩;含樹枝狀大分子體系的自組裝及基于包結(jié)絡(luò)合作用的超分子多嵌段聚合物研究[D];復(fù)旦大學(xué);2007年

5 張振興;功能化自組裝多肽水凝膠與神經(jīng)干細(xì)胞生物相容性研究[D];華中科技大學(xué);2010年

6 薛斌;多肽自組裝材料的物理力學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用[D];南京大學(xué);2017年

7 陶凱;多肽自組裝及其調(diào)控生長和誘導(dǎo)組裝鉑納米晶體行為的研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2013年

8 侯嘉驊;模板輔助多肽自組裝的研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

9 聞瑾;金屬表面和溶液中自組裝體系的量子力學(xué)與分子力學(xué)研究[D];南京大學(xué);2012年

10 劉正春;自組裝化學(xué)鍍及其應(yīng)用研究[D];東南大學(xué);2003年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 馬群;基于Fe_3O_4自組裝探針的構(gòu)建及其在硫化氫檢測中的應(yīng)用研究[D];上海師范大學(xué);2018年

2 李娜;聚苯胺及苯胺低聚體的合成與自組裝[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

3 陳興;溶劑和離子調(diào)控納米ZnO自組裝的研究[D];南京大學(xué);2017年

4 徐騰焱;表面誘導(dǎo)自組裝在熒光和肉眼檢測血液中酶活性的運(yùn)用[D];南開大學(xué);2017年

5 孫力;兩親性嵌段共聚物的合成及其原位自組裝的研究[D];華南理工大學(xué);2016年

6 門永紅;可控蒸發(fā)自組裝及其高分子刷功能化的研究[D];寧波大學(xué);2015年

7 齊寧寧;齊多夫定雙頭基兩親前藥自組裝體系的研究[D];沈陽藥科大學(xué);2007年

8 張少甫;基于自組裝量子點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測[D];華東理工大學(xué);2017年

9 任慶娟;杯芳烴乙氧酰氯的雙親自組裝及其反應(yīng)[D];天津工業(yè)大學(xué);2017年

10 劉芊;自組裝功能膜的制備及應(yīng)用[D];北京化工大學(xué);2013年

本文編號：2880065