基于超支化聚缩水甘油醚衍生物的药物/基因载体的研究

作     者：徐泽军 

作者单位：暨南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：薛巍

授予年度：2017年

学科分类：1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070305[理学-高分子化学与物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 10[医学] 

主      题：超支化聚缩水甘油醚(HPG) 血液相容性 主客体自组装 β-环糊精(β-CD) 药物和基因载体 

摘      要：超支化聚合物以其特殊的理化性质和简便的合成工艺而成为构建药物/基因载体常用材料之一。超支化聚缩水甘油醚(HPG)是一种聚醚多醇聚合物,具有多官能度的可修饰基团、低毒性、较高的热稳定性、抗氧化性、以及甚至优于PEG的生物相容性,在药物/基因载体领域的应用价值广泛受到人们的关注。HPG不但能通过引入疏水结构来负载疏水药物分子,同时还能通过阳离子化改性,与带负电性的DNA/siRNA通过静电相互作用复合为纳米粒子运载基因。因此,本文以HPG为基元,构建高效低毒、生物相容性良好的新型药物/基因载体,具体研究内容分为以下两个方面:1、β-CD-HPG用作药物载体的研究具有良好生物相容性的疏水性药物载体的研发仍然是癌症治疗中亟待解决的问题。本课题通过阴离子开环聚合法制备了以β-CD为核、以HPG为臂的新型衍生物β-CD-HPG。通过核磁共振氢谱(1H NMR),红外光谱(FI-TR)以及凝胶渗透色谱(GPC)表征其化学结构、分子量和分布系数。同时,通过溶解性实验测定其溶解度。通过扫描电镜(SEM)和溶血实验共同评价其血液相容性能。通过动态光散射激光纳米粒度仪(DLS)和透射电镜(TEM)测量聚合物粒度。通过高效液相色谱(HPLC)测量其载药和释药情况。此外,还通过体外抗肿瘤实验考察其对人乳腺癌细胞(MCF-7)增殖的抑制效果。结果表明,β-CD-HPG的血液相容性和溶解性得到了显著改善,并能形成纳米颗粒(﹤200 nm)有效负载抗肿瘤药物多烯紫杉醇(DTX),具有控释系统的优良性能,能有效抑制乳腺癌细胞(MCF-7)的增殖,是一种性能优良的新型药物载体,具有重要的潜在应用价值。2、PEI–CD/HPG-Fc用作基因载体的研究为了探讨球形分子外围组装聚阳离子分子量与基因转染效率的关系,我们设计了以二茂铁修饰的HPG为核,与不同分子量PEI单取代的β-CD通过主客体作用构建成具有星形结构的超分子聚阳离子组装体。通过理化性质表征显示,经超分子组装后粒径变小,电位增大凝胶电泳的实验结果表明聚合物包裹DNA的能力较强。同时细胞毒性实验表明该超分子聚阳离子组装体的细胞毒性随着组装PEI的分子量的减小而减小。转染实验结果显示,不同分子量聚阳离子组装体的最大转染效率无显著性差异,即转染率取决于具有外层正电荷覆盖的球形结构,而非组装聚阳离子的分子量。但低分子量PEI(600Da bPEI)通过自组装的后,组装体的毒性相对较低,由此我们提出一个观点:通过低毒性的低分子量聚阳离子与支化生物相容性聚合物的组装可以得到与高分子量聚阳离子相当的基因转染效果。这一方式为聚合物基因载体的设计提供新的思路。