適體共軛的DNA正四面體載藥系統(tǒng)的建立及其逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥的初步研究.pdf

1、多藥耐藥(Multidrug resistance，MDR)是指腫瘤細(xì)胞對(duì)一種抗癌藥物產(chǎn)生耐藥性的同時(shí)，對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能不相關(guān)的藥物也產(chǎn)生交叉耐藥性的現(xiàn)象。MDR最常見機(jī)制是細(xì)胞膜表面藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體的過表達(dá)，通過外排作用使細(xì)胞內(nèi)藥物濃度低于其有效作用濃度，從而不能發(fā)揮殺傷作用，這是導(dǎo)致化療失敗的主要原因。目前，多種藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體抑制劑已被研究出來。盡管它們在一定程度上逆轉(zhuǎn)了MDR，但是由于其選擇性低、固有的毒性和藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，限制了它的廣泛應(yīng)

2、用。因此，需要設(shè)計(jì)可以高特異性、低毒性、高效的新策略以逆轉(zhuǎn)MDR。
　　納米技術(shù)是一個(gè)迅速發(fā)展的領(lǐng)域，利用納米材料構(gòu)建藥物運(yùn)輸載體是納米技術(shù)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。納米載體可以設(shè)計(jì)組裝不同的納米結(jié)構(gòu)，載入一種或多種貨物例如靶向基團(tuán)、成像基團(tuán)、診斷和治療物質(zhì)。目前已有多種納米載藥系統(tǒng)被研究出來用于逆轉(zhuǎn)MDR，主要分為有機(jī)納米載體和無機(jī)納米載體。其中，有機(jī)納米載體主要包括脂質(zhì)體、多聚物、膠束和樹枝狀大分子等，無機(jī)納米載體主要包括碳和金屬納米顆

3、粒等。它們在一定程度上逆轉(zhuǎn)了MDR，但仍有各自的限制。有機(jī)納米載體結(jié)構(gòu)上通常是不均一的，因此它們很難組裝成更高一級(jí)別的結(jié)構(gòu)。而且貨物分子通常是非特異性地連接在納米載體上，這使得納米藥物的作用在生理?xiàng)l件下減弱。而無機(jī)納米材料常含有毒性元素或殘基，降解能力差，從而產(chǎn)生較高的安全威脅。因此，構(gòu)建安全、高效、特異的新型納米載藥系統(tǒng)具有重要的意義。
　　結(jié)構(gòu)DNA納米技術(shù)是利用DNA作為材料構(gòu)建納米結(jié)構(gòu)的一門技術(shù)。DNA納米材料具有高度的結(jié)

4、構(gòu)可編程性、生物穩(wěn)定性和良好的生物相容性，已經(jīng)成為最有前景的載藥材料之一。DNA納米籠結(jié)構(gòu)被證實(shí)可以進(jìn)入哺乳細(xì)胞，這為DNA構(gòu)建載藥系統(tǒng)提供了靈感。Chang課題組構(gòu)建了能夠高選擇性地殺死癌細(xì)胞的DNA正二十面體載藥系統(tǒng)，這是最早的DNA納米載體之一。隨后，幾個(gè)納米載藥系統(tǒng)接連被構(gòu)建出來。一個(gè)典型的例子是Ding課題組構(gòu)建的載阿霉素DNA Origami納米載藥系統(tǒng)。它通過內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞，從而避免了耐藥細(xì)胞膜上外排蛋白對(duì)阿霉素的外排作

5、用。它能夠運(yùn)載阿霉素進(jìn)入耐藥細(xì)胞，有效逆轉(zhuǎn)MDR。但是該載藥系統(tǒng)需要幾百條鏈構(gòu)成，構(gòu)建較為復(fù)雜。為解決這一問題，Ahn課題組構(gòu)建了DNA正四面體載藥系統(tǒng)用以克服MDR。DNA正四面體結(jié)構(gòu)較為簡單且能夠達(dá)到相同的逆轉(zhuǎn)耐藥的效果。但該DNA正四面體載藥系統(tǒng)是一個(gè)被動(dòng)靶向的載藥系統(tǒng)，它無選擇性地進(jìn)入正常細(xì)胞和癌細(xì)胞，從而產(chǎn)生副作用。因此，構(gòu)建簡單且能夠主動(dòng)靶向逆轉(zhuǎn)MDR的DNA納米載藥系統(tǒng)具有重要意義。
　　本文中，我們構(gòu)建了適體連接的

6、DNA正四面體載藥系統(tǒng)用于逆轉(zhuǎn)MDR，我們將DNA四面體的鏈延伸出一段MUC1適體鏈，該適體能夠識(shí)別癌細(xì)胞表面過表達(dá)的MUC1蛋白，從而靶向癌細(xì)胞。阿霉素通過插入DNA四面體的堿基對(duì)中而載入納米載體中。適體連接的DNA納米載藥系統(tǒng)能夠有效逆轉(zhuǎn)MDR。在這里，我們首次構(gòu)建了靶向性逆轉(zhuǎn)MDR的DNA納米載藥系統(tǒng)，這為新型藥物載體的研究和癌癥的治療提示了新的思路。
　　本論文包括三章內(nèi)容，分別對(duì)選題背景和意義，研究方法，研究取得的主要成

7、果和結(jié)論進(jìn)行了闡述，并對(duì)研究的應(yīng)用和潛力做出了討論。
　　本文第一章首先闡述了腫瘤細(xì)胞多耐耐藥的定義，多藥耐藥的產(chǎn)生機(jī)制及現(xiàn)有逆轉(zhuǎn)耐藥的多種策略和方法。在逆轉(zhuǎn)方法中，重點(diǎn)闡述納米技術(shù)在逆轉(zhuǎn)多藥耐藥方面的應(yīng)用和潛力。對(duì)近年來頗受關(guān)注的DNA納米技術(shù)的誕生和發(fā)展做了概述，對(duì)基于DNA納米結(jié)構(gòu)的載藥系統(tǒng)進(jìn)行了介紹并對(duì)其優(yōu)點(diǎn)和潛力做出說明。
　　本文第二章中將阿霉素載入DNA納米結(jié)構(gòu)中，構(gòu)建了DNA四面體載藥系統(tǒng)。該納米載藥系統(tǒng)可以

8、有效運(yùn)輸阿霉素進(jìn)入耐藥細(xì)胞中，使得阿霉素在耐藥細(xì)胞中的累積量增加，從而有效殺死耐藥細(xì)胞，逆轉(zhuǎn)多藥耐藥。具體步驟是首先利用設(shè)計(jì)好的四條DNA鏈合成DNA四面體，后將阿霉素和DNA四面體共同孵育，阿霉素通過插入DNA堿基對(duì)而載入DNA四面體中。通過該載藥系統(tǒng)的構(gòu)建，阿霉素能在細(xì)胞內(nèi)不斷積累，達(dá)到有效濃度，從而逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞耐藥性。
　　第三章中構(gòu)建了適體連接DNA正四面體的載藥系統(tǒng)。我們將適體連接到DNA正四面體鏈上，構(gòu)建適體共軛的DN