發(fā)布時(shí)間：2020-11-16 21:27

　　 近年來(lái),隨著材料科學(xué)和納米技術(shù)的發(fā)展,納米藥物輸送體系的研究不斷深入,目前已成為腫瘤治療的研究熱點(diǎn)。與傳統(tǒng)小分子化療藥物相比,納米藥物載體能顯著提高負(fù)載藥物的腫瘤傳輸效率并降低藥物的副作用。納米藥物載體之所以能夠向腫瘤和正常組織差異性的輸送治療藥物,是基于其對(duì)腫瘤組織的高滲透性和滯留效應(yīng)(EPReffect)。由于腫瘤周?chē)�血管異常和淋巴回流缺�?納米藥物載體可穿透腫瘤組織并在特定部位釋放藥物,從而減少對(duì)正常組織的損傷,減少副作用。然而,納米藥物載體在腫瘤中的傳輸過(guò)程主要包括血管傳輸,跨血管傳輸和腫瘤間質(zhì)傳輸三個(gè)主要步驟,而由于腫瘤生理的異常,如致密的細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)、淋巴系統(tǒng)的缺失引起升高的間隙壓力等,每一個(gè)傳輸過(guò)程都是納米藥物載體向腫瘤實(shí)質(zhì)滲透時(shí)需要克服的屏障。通過(guò)EPR效應(yīng)被動(dòng)富集在腫瘤的納米載體,雖然可以從血管中滲出,但不能有效的穿過(guò)ECM,只能在血管周?chē)�不均勻堆積,無(wú)法有效的被癌細(xì)胞攝取,大大降低了抗腫瘤效果。另外由于EPR效應(yīng)受腫瘤位置,巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)量,孔徑大小等因素的影響,被動(dòng)靶向僅限于某些類(lèi)型的腫瘤,而且EPR效應(yīng)僅限于一些直徑大于約4.6 mm的實(shí)體瘤。為了克服這些缺點(diǎn),本論文通過(guò)在納米載體表面共價(jià)修飾腫瘤靶向配體(苯硼酸、乳糖酸)及可以降解ECM的蛋白酶(菠蘿蛋白酶),構(gòu)成多功能納米載體,有望克服單功能納米藥物載體在腫瘤中的滲透障礙,增強(qiáng)藥物的腫瘤富集、滲透和細(xì)胞攝取,從而提高抗腫瘤效果。此外,由于天然高分子材料不僅來(lái)源廣泛,價(jià)格便宜,易修飾,能夠大批量的分離和提純,以及良好的生物相容性和生物可降解性,安全無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)。因此,本論文選擇以天然高分子為基材設(shè)計(jì)制備了一系列納米藥物傳遞系統(tǒng)�？傊�,本論文設(shè)計(jì)的多功能納米粒子具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)與功能精確可控以及生物可降解等優(yōu)點(diǎn),對(duì)納米載體在抗腫瘤治療領(lǐng)域的應(yīng)用和新型納米載藥體系的發(fā)展意義重大。研究?jī)?nèi)容主要分如下三個(gè)部分:(1)以生物相容性良好的明膠(Type B)為起始材料,通過(guò)去溶劑法成功制備了明膠納米粒子(NP1)。將腫瘤靶向配體3-羧基苯硼酸(3-CPBA)通過(guò)共價(jià)作用修飾在NP1表面構(gòu)建了具有腫瘤靶向功能的納米粒子(NP2)。通過(guò)透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)和動(dòng)態(tài)光散射(DLS)研究了 NP1和NP2的形貌結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性。結(jié)果表明,NP1和NP2均呈球形結(jié)構(gòu),并在各種條件下具有較好的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性。選擇阿霉素(DOX)作為抗腫瘤藥物模型并將其負(fù)載到NP1和NP2分別得到載藥納米粒子NP1-DOX和NP2-DOX,在不同pH值下考察了載藥納米粒子的藥物釋放行為,發(fā)現(xiàn)隨著pH從7.4下降到5.0,納米粒子的阿霉素釋放速率顯著增加。分別利用平面細(xì)胞模型(SH-SY5Y細(xì)胞、H22細(xì)胞和HepG2細(xì)胞)和三維(3D)培養(yǎng)的多細(xì)胞球體(SH-SY5YMCS)通過(guò)激光共聚焦顯微鏡(CLSM)、流式細(xì)胞儀(FCM)和MTT法等系統(tǒng)研究了 NP1-DOX和NP2-DOX的體外細(xì)胞攝取及細(xì)胞毒性。最后,通過(guò)H22荷瘤小鼠模型利用近紅外活體成像儀、腫瘤組織病理學(xué)分析、抗腫瘤實(shí)驗(yàn)等方法研究了兩種載藥納米粒子的腫瘤富集、滲透及抑制能力。所有結(jié)果表明,通過(guò)3-CPBA的修飾,可以顯著提高納米粒子的腫瘤識(shí)別能力,從而提高其在腫瘤部位的富集和抗腫瘤效果。(2)以水溶性和生物相容性?xún)?yōu)良的羧甲基殼聚糖(CMCS)為起始材料,通過(guò)去溶劑法制備了羧甲基殼聚糖納米粒子(CM NPs)。選擇3-羧基苯硼酸(3-CPBA)作為腫瘤靶向配體,將其修飾到CMNPs表面得到具有腫瘤靶向功能的納米粒子(CB NPs)。利用動(dòng)態(tài)光散射(DLS)、透射電鏡(TEM)和掃描電鏡(SEM)對(duì)兩種納米粒子的粒徑大小、形貌結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性進(jìn)行表征。結(jié)果表明,CMNPs和CBNPs均顯示接近球形結(jié)構(gòu),大小均一,且在各種條件下具有較好的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性。阿霉素(DOX)作為模型藥物成功包載于納米粒子得到載藥納米粒子CM-DOX和CB-DOX NPs。通過(guò)單層細(xì)胞模型和三維多細(xì)胞球體(MCS)研究了這些載藥納米粒子的生物學(xué)效應(yīng)。結(jié)果表明3-CPBA的修飾可以提高納米粒子的腫瘤富集和滲透能力。利用H22腫瘤肺轉(zhuǎn)移小鼠模型評(píng)價(jià)了這些載藥納米粒子的體內(nèi)抗腫瘤效果。結(jié)果表明,與CM-DOXNPs相比,CB-DOX NPs具有較好的腫瘤富集和滯留能力,從而顯著減小了 H22腫瘤肺轉(zhuǎn)移小鼠的腫瘤大小。所有結(jié)果證明,CBNPs作為一種新型納米藥物載體,在腫瘤靶向給藥方面具有很大的潛力。(3)腫瘤細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)是阻礙藥物在腫瘤組織中擴(kuò)散的主要障礙。針對(duì)此問(wèn)題,選擇良好生物相容性的殼聚糖作為起始材料,首先利用乳糖酸與腫瘤細(xì)胞表面過(guò)表達(dá)受體(脫唾液酸糖蛋白)的特異性識(shí)別作用,將腫瘤靶向配體乳糖酸修飾到殼聚糖表面得到腫瘤靶向的聚合物(CLA),通過(guò)去溶劑法成功制備了 CLANPs。隨后通過(guò)共價(jià)作用將菠蘿蛋白酶修飾在CLANPs表面得到CLAB NPs,提高其穿透ECM到達(dá)腫瘤細(xì)胞的能力。利用動(dòng)態(tài)光散射(DLS)、透射電子顯微鏡(TEM)和掃描電子顯微鏡(SEM)測(cè)定和觀察了這些納米粒子的粒徑大小、形貌結(jié)構(gòu)以及在不同條件下的穩(wěn)定性。將阿霉素(DOX)作為模型藥物成功包載于CLA和CLABNPs,并在三種不同pH(7.4,6.5和5.5)下考察了其藥物釋放曲線。酶活性實(shí)驗(yàn)證明,修飾到納米粒子表面的菠蘿蛋白酶仍保持其酶活性。利用HepG2和SH-SY5Y細(xì)胞進(jìn)行了細(xì)胞攝取和細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,與游離DOX相比,乳糖酸修飾的腫瘤靶向納米粒子顯示出對(duì)肝癌細(xì)胞的高選擇性以誘導(dǎo)有效的細(xì)胞毒性作用。體外三維(3-D)培養(yǎng)的多細(xì)胞球體(SH-SY5Y和 HepG2MCS)實(shí)驗(yàn)表明 CLAB-DOXNPs顯著提高了 DOX 在 MCS中的滲透。體內(nèi)藥物分布和抗腫瘤活性結(jié)果表明,乳糖酸和菠蘿蛋白酶雙功能化的納米粒子,由于其具有主動(dòng)靶向功能和降解ECM能力,因此可以遞送更多的藥物到達(dá)腫瘤組織,具有較好的腫瘤抑制能力。
【學(xué)位單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：R943;R96
【部分圖文】：

ａ）目前主要的腫瘤治療手段（手術(shù)、放療、化療）；（ｂ）納米藥物臨床腫瘤治療［１７１。??１－１?（ａ）?Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｃａｎｃｅｒ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｔｙｐｉｃａｌｌｙ?ｉｎｖｏｌｖｅｓ?ｓｕｒｇｅｒｙ?ｃｏｍｂｉｎｅｄ?ｗｉｒａｐｙ?ａｎｄ?ｒａｄｉｏｔｈｅｒａｐｙ；?（ｂ）?Ｃａｎｃｅｒ?ｎａｎｏｍｃｄｉｃｉｎｅｓ?ｔｈａｔ?ａｒｅ?ｂｅｉｎｇ?ｕｓｅｄ?ｉｎｃｌｉｎｉｃ?ｔｏｄａｙ．??，相比于手術(shù)和放療，在全身性抗腫瘤治療屮化學(xué)藥物治療足目前的方法之一｜１８１。然而，很多化療藥物都是疏水小分子，它們的水降解快、在生物體內(nèi)的分布缺乏特異性，尤其令醫(yī)生和患者汎喪的物具有嚴(yán)重的系統(tǒng)毒性，由此給其臨床應(yīng)用帶來(lái)很多Ｈ題，如劑量著劑量增加毒性也增加）、治療窗口窄，臨床獲益十分有限ｉ｜９，２Ｑｉ。的這些缺點(diǎn)和癌癥給人類(lèi)帶來(lái)的沉重負(fù)擔(dān)，開(kāi)發(fā)無(wú)毒、安全和高效系顯得尤為重要。其中，隨著材料科學(xué)和納米技術(shù)的發(fā)展，納米藥研究不斷深入，目前己成為腫瘤治療的研宄熱點(diǎn)｜２１ｉ?（圖ｉ－ｉ?（ｂ））

隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，一系列新興的納米技術(shù)平臺(tái)為腫瘤治療??提供了新的思路和希望。將傳統(tǒng)治療技術(shù)和納米技術(shù)結(jié)合，己經(jīng)成為一種更加有??效和更加安全的重要手段［２２］。圖１－２是納米醫(yī)療在腫瘤領(lǐng)域的主要發(fā)展歷史時(shí)??間表，從圖可以看出納米技術(shù)在過(guò)去的幾十年間對(duì)腫瘤學(xué)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)??丨＇２３］。尤其在１９８６年研宄人員發(fā)現(xiàn)高通透性和滯留效應(yīng)（Ｅｎｈａｎｃｅｄ?ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ?ａｎｄ??ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ?ｅｆｆｅｃｔ，ＥＰＲ）［２４，２５］Ｈ，納米藥物載體的研宄得到了快速發(fā)展［２６］�；�于實(shí)??體瘤的ＥＰＲ效應(yīng)設(shè)計(jì)的納米藥物載體不僅可以改變小分子化療藥物的藥理學(xué)性??質(zhì)，如增加其穩(wěn)定性、溶解性、循環(huán)半衰期等，而且可以將藥物特異性輸送至腫??瘤組織、細(xì)胞甚至細(xì)胞器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)腫瘤部位藥物持續(xù)釋放或者刺激響應(yīng)性藥物??釋放來(lái)提升藥物療效的同時(shí)降低毒性。在臨床上

能夠過(guò)濾大約１８０升的液體或６０倍體積的血漿Ｉ６８］。經(jīng)過(guò)腎臟過(guò)濾的代謝分子和??納米顆粒需要通過(guò)腎小球毛細(xì)血管和基底膜孔（７０－１００?ｎｍ）的內(nèi)皮細(xì)胞，然后??通過(guò)由足細(xì)胞形成的上皮細(xì)胞１６９１?（圖１－４）。納米顆粒的尺寸和電荷是腎臟清除??的兩個(gè)決定性因素。正常情況下小于６?ｎｍ的納米顆粒更容舄迪過(guò)竹臟沾除，人??７??
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