pH和近紅外光響應(yīng)性無(wú)機(jī)納米載體構(gòu)建及其抗腫瘤應(yīng)用研究.pdf

1、構(gòu)建有效的藥物輸送體系對(duì)于腫瘤化療具有十分重要的意義。利用納米藥物載體，將藥物分子吸附到載體表面或裝載在載體內(nèi)部，并在一定的刺激條件下控制藥物分子在腫瘤部位的釋放。這種給藥方式能有效避免藥物過(guò)早釋放從而提高作用濃度，同時(shí)也減少了藥物運(yùn)輸過(guò)程的毒副作用，將極大促進(jìn)化療藥物在腫瘤治療中的應(yīng)用。本論文瞄準(zhǔn)納米載體用于腫瘤治療這一研究方向，以pH和近紅外（NIR）光響應(yīng)性無(wú)機(jī)納米藥物載體的構(gòu)建為主線，開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的研究工作：
　　一

2、、基于酸敏感鍵介導(dǎo)聚丙烯酸（PAA）修飾的介孔二氧化硅納米顆粒（MSN）用于pH控制釋放和抗腫瘤應(yīng)用研究。
　　以MSN作為納米載體材料，以阿霉素（DOX）作為模式化療藥物，通過(guò)酸敏感鍵介導(dǎo)具有較好生物相容性的PAA修飾到介孔表面，構(gòu)建了一種pH響應(yīng)的控制釋放系統(tǒng)，并用于腫瘤的藥物治療研究。在中性pH條件下，PAA穩(wěn)定交聯(lián)在介孔表面，限制DOX的釋放。在低pH條件下，酸敏感鍵斷裂，PAA從介孔表面脫離，導(dǎo)致介孔的打開(kāi)和藥物分子的釋

3、放。通過(guò)考察該載藥體系對(duì)鼻咽癌細(xì)胞（HNE-1）的影響，結(jié)果表明該載體能被HNE-1吞噬，并在溶酶體的酸性環(huán)境中實(shí)現(xiàn)藥物的釋放，最終達(dá)到明顯的細(xì)胞殺傷效果。在此基礎(chǔ)上，藥物載體被進(jìn)一步應(yīng)用于熒光素酶表達(dá)的轉(zhuǎn)基因荷瘤裸鼠模型中。由于腫瘤細(xì)胞的個(gè)數(shù)和其生物發(fā)光強(qiáng)度成正比，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)活體狀態(tài)下腫瘤細(xì)胞的生物發(fā)光強(qiáng)度就可判斷該體系在活體水平上的腫瘤治療效果。結(jié)果表明，相比于純DOX的治療方式，該納米藥物載體可通過(guò)腫瘤組織透過(guò)性增強(qiáng)及滯留效應(yīng)（

4、EPR效應(yīng)）和腫瘤酸性微環(huán)境的pH刺激響應(yīng)釋放，獲得更好的腫瘤殺傷效果和低的毒副作用。
　　二、基于酸敏感鍵介導(dǎo)葉酸（FA）修飾的MSN用于pH控制釋放和腫瘤細(xì)胞靶向治療應(yīng)用研究
　　FA受體通常情況下在腫瘤細(xì)胞膜表面高度表達(dá)，而在正常細(xì)胞膜上的表達(dá)卻很少。基于這一特點(diǎn)，F(xiàn)A常被作為靶向基團(tuán)修飾在藥物載體上，實(shí)現(xiàn)載體的主動(dòng)靶向輸送。本章在上章的工作基礎(chǔ)上，通過(guò)酸敏感鍵介導(dǎo)FA修飾到介孔表面，構(gòu)建了一種pH響應(yīng)的藥物控制釋放系

5、統(tǒng)，并用于高表達(dá)FA受體的HNE-1細(xì)胞的靶向治療研究。體外實(shí)驗(yàn)表明，F(xiàn)A通過(guò)酸敏感鍵修飾在介孔表面可以作為門控封堵物實(shí)現(xiàn)pH響應(yīng)控制釋放。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，該藥物載體能特異識(shí)別高表達(dá)FA受體的HNE-1細(xì)胞，并快速聚集于細(xì)胞內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)藥物的釋放和HNE-1細(xì)胞的殺傷。
　　三、基于coralyne/poly(A)非Watson-Crick二級(jí)結(jié)構(gòu)修飾的MSN用于pH和NIR光控制釋放和抗腫瘤應(yīng)用研究
　　寡聚腺苷酸（poly

6、(A)）能特異結(jié)合異喹啉類生物堿小分子，如甲氧檗因（coralyne），并形成非Watson-Crick的二級(jí)結(jié)構(gòu)，促使poly(A)鏈間的相互結(jié)合。在溫度升高或pH降低的條件下，poly(A)和coralyne間的作用力下降，從而導(dǎo)致poly(A)鏈間的解結(jié)合以及coralyne的釋放?；诖?，本章通過(guò)poly(A)修飾的MSN同時(shí)裝載coralyne和吲哚菁綠（ICG），構(gòu)建了一種pH和NIR光雙響應(yīng)控制釋放系統(tǒng)，并用于抗腫瘤應(yīng)用研

7、究。在該體系中，炔基化修飾的poly(A)通過(guò)點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)修飾在MSN表面。Coralyne和ICG作為客體分子與poly(A)修飾的MSN在50℃下共孵育6h，隨后冷卻至室溫。在這一過(guò)程中，coralyne作為化療藥物不但能裝載在介孔里，而且能與MSN表面的poly(A)特異結(jié)合，并介導(dǎo)poly(A)鏈間形成非Watson-Crick二級(jí)結(jié)構(gòu)，從而封堵住介孔。在酸或較高溫度的刺激條件下，非Watson-Crick二級(jí)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，導(dǎo)致p

8、oly(A)鏈間的解聚和介孔的打開(kāi)。ICG作為另一客體分子被裝載在介孔里，能有效吸收近NIR光并轉(zhuǎn)化為熱能，從而實(shí)現(xiàn)NIR光控響應(yīng)釋放。體外及細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該體系能有效裝載coralyne和ICG，并在pH和NIR光雙刺激下，獲得比單一刺激信號(hào)更高效率的響應(yīng)釋放。同時(shí)，研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，結(jié)合ICG的光熱效應(yīng)和coralyne的化療作用，能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的殺傷，具有一定的協(xié)同治療效果。
　　四、基于coralyne/poly(A)非

9、Watson-Crick二級(jí)結(jié)構(gòu)修飾的AuNR用于pH和NIR光控制釋放和抗腫瘤應(yīng)用研究
　　pH和NIR光雙響應(yīng)的控制釋放系統(tǒng)在應(yīng)用中可以獲得更理想的釋放效率。同時(shí)，NIR光產(chǎn)生的光熱效應(yīng)不僅能用于控制釋放，而且也能用于腫瘤熱治療，并與化療起到協(xié)同治療的效果。在本章研究中，以AuNR作為核心納米材料，通過(guò)coralyne/poly(A)非Watson-Crick二級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾，構(gòu)建了一種新型的pH和NIR光雙響應(yīng)納米藥物載體，并

10、用于腫瘤化療和熱療的協(xié)同治療研究。在該體系中，巰基化修飾的poly(A)可自組裝在AuNR表面，并與化療藥物coralyne形成非Watson-Crick二級(jí)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)coralyne的裝載。在酸或較高溫度的刺激條件下，非Watson-Crick二級(jí)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，從而釋放出coralyne。另一方面，由于AuNR具有表面等離子體共振（SPR）特性，能高效吸收NIR光并轉(zhuǎn)化為熱能，從而促進(jìn)藥物的釋放并實(shí)現(xiàn)腫瘤的熱療。體外及細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，