釕配合物及多功能納米雙載藥物和siRNA抑制腫瘤及其靶向成像的研究.pdf

1、惡性腫瘤已經(jīng)成為人類(lèi)的頭號(hào)殺手。已知化療藥物仍普遍存在毒性強(qiáng)、對(duì)腫瘤靶向識(shí)別性差，在殺死腫瘤細(xì)胞的同時(shí)也對(duì)人體正常組織細(xì)胞造成很大的傷害，長(zhǎng)期治療更會(huì)致使腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性等缺點(diǎn)。并且傳統(tǒng)的單一藥物抗腫瘤很難達(dá)到理想的治療效果。因此，開(kāi)發(fā)高效、低毒、靶向性強(qiáng)的新型多靶點(diǎn)抗腫瘤藥物是研究重點(diǎn)。
　　釕配合物具有低毒性、易吸收、體內(nèi)排泄快等化學(xué)生物學(xué)特性，在抗腫瘤藥物開(kāi)發(fā)領(lǐng)域受到極大關(guān)注。釕配合物能夠誘導(dǎo)并穩(wěn)定端粒DNA形成G-四鏈體

2、結(jié)構(gòu)，抑制端粒酶活性，并且體內(nèi)外都表現(xiàn)出抗腫瘤活性和熒光探針的功能。釕配合物的另一優(yōu)勢(shì)在于能夠選擇性的抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移。
　　小干擾RNA（siRNA）可以特異性的抑制某些基因的表達(dá)，在腫瘤治療領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。因此，通過(guò)納米載體負(fù)載siRNA和抗腫瘤藥物，并利用外接腫瘤特異性識(shí)別靶標(biāo)分子等方式，建立靶向性納米運(yùn)載體系，有效提高傳統(tǒng)抗腫瘤藥物的治療效果。這些新型的納米運(yùn)載體系集載藥、遞送siRNA及靶向成像于一體，為開(kāi)發(fā)腫瘤的

3、診斷試劑和基因治療功能的納米藥物奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
　　基于上述的研究背景，本論文系統(tǒng)的研究了釕配合物與人體端粒序列 HTG21 AG3(T2AG3)3的相互作用及抗腫瘤作用機(jī)制。樹(shù)狀大分子修飾的納米硒負(fù)載VEGFsiRNA對(duì)血管新生和抗腫瘤方面的影響，以及磁性納米運(yùn)載體雙載化療藥物阿霉素和siRNA磁靶向治療腫瘤及雙模式成像的研究。
　　本論文主要包括以下五章：
　　第一章，緒論部分，簡(jiǎn)要的綜述了G-四鏈體的結(jié)構(gòu)特

4、點(diǎn)及生物學(xué)功能，介紹了血管生長(zhǎng)因子VEGF及bFGF對(duì)腫瘤血管的影響；重點(diǎn)介紹了基因治療腫瘤的研究進(jìn)展，詳細(xì)的闡述了納米載體遞送基因和藥物的要素。
　　第二章，本研究旨在闡明金屬配合物作為一種新穎和有效的端粒酶抑制劑和細(xì)胞核靶向藥物在抗腫瘤過(guò)程中的效果。兩個(gè)手性配合物無(wú)論是在有金屬離子還是沒(méi)有金屬離子的情況下都能夠選擇性的誘導(dǎo)和穩(wěn)定端粒DNA的G四鏈體，Λ-[Ru(phen)2(p-HPIP)]2+在抑制端粒酶的過(guò)程中具有很高的抑

5、制活性，表明Λ-[Ru(phen)2(p-HPIP)]2+可能是在癌癥化療中是端粒酶的有效抑制劑。這些手性配合物Λ-[Ru(phen)2(p-HPIP)]2+被HepG2細(xì)胞有效吸收，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后積累于細(xì)胞核內(nèi)，顯示更優(yōu)異的抗腫瘤活性。釕配合物進(jìn)入細(xì)胞核以及后續(xù)的積累與異構(gòu)體的手性和釕配合物微妙的環(huán)境有關(guān)。因此，細(xì)胞核可以作為手性釕配合物作為抗腫瘤藥物細(xì)胞內(nèi)的靶點(diǎn)。
　　第三章，研究表明釕配合物有較強(qiáng)的抗癌活性,但是抗癌藥物的細(xì)胞

6、吸收對(duì)藥效活性有著至關(guān)重要的影響，使用具有熒光特性的釕配合物能有效地跟蹤腫瘤細(xì)胞和準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)記錄藥物的分散、轉(zhuǎn)移。在這項(xiàng)研究,我們采用含有疏水性配體的釕配合物，[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]-鄰二氮菲）。研究發(fā)現(xiàn)RPD能夠通過(guò)能量依賴的非內(nèi)吞方式有效的進(jìn)入到Hela細(xì)胞中，進(jìn)入細(xì)胞后釕配合物先在溶酶體內(nèi)聚集，然

7、后再?gòu)娜苊阁w內(nèi)逃逸，聚集細(xì)胞核中，有效抑制 DNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯，最終導(dǎo)致癌細(xì)胞的凋亡。另外RPD通過(guò)激活caspase-9以及后續(xù)的caspase-3和caspase-7并誘導(dǎo)PARP失活，從而誘導(dǎo)了線粒體介導(dǎo)的HeLa細(xì)胞凋亡。研究還表明，RPD通過(guò)線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑和抑制端粒酶活性誘發(fā)HeLa細(xì)胞發(fā)生凋亡。
　　第四章，小干擾RNA(siRNA)在心血管疾病、病毒感染、癌癥等疾病的治療和預(yù)防上已經(jīng)表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景，但

8、實(shí)際治療應(yīng)用中需要依靠有效的載體運(yùn)送才能到達(dá)靶細(xì)胞。在本研究中，我們?cè)噲D通過(guò)合成的納米硒顆粒及其優(yōu)化體系與沉默腫瘤相關(guān)基因VEGF的siRNA組裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)調(diào)控來(lái)構(gòu)建高效的基因遞送系統(tǒng)。在納米硒SeNPs的基礎(chǔ)上將具有電荷翻轉(zhuǎn)功能的聚烯丙胺檸康酸酐衍生物(PAH-Cit)和高負(fù)載效率的樹(shù)狀大分子 G2 PAMAM在 SeNPs上進(jìn)行組裝，制備用于 siRNA傳遞的納米硒復(fù)合載體 G2/PAH-Cit/SeNPs@siRNA。此納米載體具

9、有pH響應(yīng)特性，能夠有效提高siRNA的負(fù)載效率和釋放效率，進(jìn)而在體內(nèi)外高效沉默 VEGF基因。另外，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明 G2/PAH-Cit/SeNPs@siRNA納米體系能夠有效靶向小鼠腫瘤部位，通過(guò)沉默VEGF基因，抑制腫瘤內(nèi)血管的生長(zhǎng)。G2/PAH-Cit/SeNPs@siRNA與SeNPs@siRNA相比，不僅能夠明顯提高抗腫瘤效果，并且對(duì)主要器官幾乎沒(méi)有毒副作用。總之，本研究提過(guò)了一個(gè)新的siRNA運(yùn)載系統(tǒng)，從而為癌癥的治療提供另

10、一種治療途徑。
　　第五章，兩個(gè)或兩個(gè)以上不同機(jī)制的治療方法相結(jié)合，能夠更有效的阻止腫瘤的生長(zhǎng)?；熕幬锖蛃iRNA的協(xié)同治療提供了一個(gè)有前景的癌癥治療策略。合成具有磁靶向的超順磁性納米顆粒Fe3O4，表面包覆一層介孔二氧化鈦，形成復(fù)合納米載體Fe3O4@TiO2@mTiO2，有效雙載化療藥物阿霉素（DOX）和β-catenin siRNA。后續(xù)實(shí)驗(yàn)證明在外加磁場(chǎng)的作用下。Fe3O4@TiO2@mTiO2有效的實(shí)現(xiàn)藥物和基因的負(fù)載