超支化功能綴合物的構建及納米醫(yī)學應用.pdf

1、基因與藥物載體是近些年來納米醫(yī)學研究的重要方向之一。在此領域中,人們利用超支化聚合物具有較多的功能末端、較大的空腔、較低的粘度等優(yōu)良特性,構建了各種納米體系,克服了傳統(tǒng)載體的許多不足,引起越來越多學者的關注。然而,該領域仍然有很多問題沒有解決,例如,陽離子聚合物基因載體存在細胞毒性與轉染效率的矛盾;單獨基因治療效果較差;癌癥基因治療中病人因免疫力低下容易遭受細菌感染,進而影響整體治療效果;癌癥病人在化療過程中,因化療藥物對白細胞的損傷導

2、致免疫力低下,阻礙病人康復等。本研究希望將功能分子綴合進超支化聚合物,構建具有生物功能的超支化綴合物,解決納米醫(yī)學領域的上述科學問題。本研究主要內容包括：
　　⑴利用天然小分子構建含糖綴合物作為低毒高效基因載體。糖類分子既可與細胞相互作用,同時也具有較低的細胞毒性。因此,從天然糖基小分子開發(fā)低毒高效的基因載體,是克服該類載體毒性與轉染效率矛盾的一個很有希望的方向。通過邁克爾加成聚合,制備了陽離子超支化糖綴合聚合物(HPKM)。采用

3、紅外、核磁、分子排阻色譜-多角度激光光散射聯(lián)用和ζ-電位技術等常規(guī)表征手段對合成產物進行了化學結構表征。表征結果發(fā)現(xiàn), HPKM的含氮量為7.3％,遠低于超支化聚乙烯亞胺的32.6%,且HPKM可以在酸性環(huán)境中降解,因此HPKM具有很低的細胞毒性,甚至低于殼聚糖。由于分子結構中存在伯胺、仲胺和叔胺,HPKM呈現(xiàn)良好的質子緩沖能力和DNA壓縮能力。體外轉染實驗表明HPKM介導的轉染效率較高,大約是殼聚糖的33倍。這些結果說明,以天然小分子

4、為基礎,可以制備低毒高效的超支化糖綴合物基因載體。
　?、评檬杷幬锓肿泳Y合的陽離子超支化綴合物同時促進基因轉染與藥效。作為促進基因轉染的一種有效方式,陽離子聚合物的疏水修飾受到越來越多的關注。然而,利用疏水藥物修飾陽離子聚合物促進基因轉染的工作尚未見報道?？紤]到疏水藥物苯丁酸氮芥的靶標是DNA鏈,經苯丁酸氮芥修飾的陽離子聚合物既有利于基因轉染,又可以增強藥效。苯丁酸氮芥綴合的超支化聚合物的各種物理化學表征表明,該綴合物可以有效

5、地將DNA壓縮成納米顆粒。激光共聚焦顯微鏡技術及流式細胞儀研究發(fā)現(xiàn),該綴合物能快速進入細胞核,因此藥效明顯強于相同濃度的單藥。相對于未經修飾的陽離子聚合物,疏水藥物綴合的聚合物的轉染性能有較大提高。該工作構建的可控釋放載體能夠同時促進藥效與基因轉染,給藥物與基因共傳遞納米體系提供了新視野,為癌癥綜合治療帶來希望。
　?、且蕴烊惶前窞榛獦嫿☉糜诨蛑委煹亩喙δ艹Щ蔷Y合物。較好的癌癥治療是多種因素共同作用的結果。因此,具有高

6、轉染、低毒、抗菌和抗腫瘤特性的基因載體是臨床所急需的。利用簡單的邁克爾加成,可以制備符合上述要求的超支化含糖綴合物作為多功能基因載體。采用紅外、核磁、分子排阻色譜、ζ-電位和酸堿滴定技術表征了聚合物的物理化學特性。實驗結果表明,該材料具有較低的細胞毒性。由于存在大量的伯胺、仲胺和叔胺,該聚合物顯示較好的質子緩沖能力、DNA壓縮能力和轉染效率。同時,由于分子結構中存在糖胺基團,聚合物可以有效地抑制腫瘤及細菌的生長。這些結果表明,以天然糖胺

7、為基元構建的多功能載體,不僅可以有效地抑制腫瘤生長,同時可以降低病人遭受細菌感染的風險,促進病人康復。
　?、壤贸ЩY合物構建藥物順序釋放體系實現(xiàn)癌癥治療與免疫增強。在化學治療過程中,癌癥患者常因化學藥物的副作用導致白細胞低下,進而導致免疫力受損,影響病人的康復。因此,臨床上迫切需要構建能協(xié)同治療癌癥,又能促進免疫的藥物釋放系統(tǒng)。采用陽離子開環(huán)聚合制備了超支化聚縮水甘油(HPG),然后將中藥去甲斑蝥素(NCTD)成功地接枝到H

8、PG表面,獲得了中藥綴合的超支化聚合物 HPG-NCTD。借助電子顯微鏡及動態(tài)光散射研究了HPG-NCTD與順鉑(CDDP)組裝成納米顆粒的形貌、尺寸及分布。在不同pH值條件下考察了兩種藥物的釋放行為。以傳統(tǒng)的MTT法測定了HPG-NCTD/CDDP復合物的抗腫瘤效果,考察了體內白細胞提升行為。實驗結果表明,HPG-NCTD/CDDP為分布較均勻的納米顆粒,CDDP和NCTD能夠按照順序從HPG-NCTD/CDDP納米顆粒上依次釋放出來