靶向/微环境响应双功能型LMSNs纳米系统抗MDR型肿瘤作用研究

作     者：张梦玮 

作者单位：河南工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨硕晔

授予年度：2023年

学科分类：1006[医学-中西医结合] 10[医学] 100602[医学-中西医结合临床] 

主      题：肿瘤多药耐药 靶向递送 微环境响应 功能化修饰 复合型载体 

摘      要：乳腺癌为全球高发癌症之一,2020年全球其新发病例高达226万例,超过了肺癌的220万例,已取代肺癌成为全球第一大癌。手术、放疗、化疗是传统的三大癌症治疗手段。其中,化疗是通过非特异性地使用化学药物发挥治疗作用,该方法存在低靶向性、高毒副作用、生物利用度较低等缺点;此外,肿瘤在长期接触化疗药物后会产生耐药性,这一现象被称为肿瘤多药耐药(Multidrug resistance,MDR),MDR现象会不可避免地造成治疗指数下降,疗效降低。本课题选取目前临床常用的蒽醌类抗肿瘤抗生素之一的盐酸﹒阿霉素(DOX﹒HCl)为模型药物,以乳腺癌细胞(MCF-7)和其耐药株(MCF-7/ADR)为研究对象。将DOX载于介孔二氧化硅(MSNs)的孔隙中。基于肿瘤微环境(TME)的低p H、高浓度谷胱甘肽(GSH)以及多种酶与蛋白过表达等特殊环境条件,设计在MSNs表面连接二硫键(-SS-NH)以构建p H和氧化还原双响应型纳米递药系统。为了减少DOX在转运过程中的提前泄露,设计将脂质体(Liposomes)包覆于MSNs-SS-NH@DOX的表面。为了有效逆转肿瘤MDR并提高复合载药系统靶向性,设计在脂质体表面连接修饰剂维生素E-聚乙二醇琥珀酸酯(TPGS)和透明质酸(HA),TPGS可有效抑制MCF-7/ADR细胞膜表面p糖蛋白(P-gp)的表达,使P-gp介导的外排作用减弱而对抗MDR,HA可特异性识别肿瘤细胞表面过表达的CD44受体,使复合载药系统(HA-TPGS-LMSNs-SS-NH@DOX)能够高效靶向作用于肿瘤组织,协同发挥抗肿瘤疗效。使用粒径电位仪、透射及扫描电镜等仪器对LMSNs复合载药系统进行粒径测定形貌观察,以FTIR、BET、DSC以及XRD等多种表征手段对其进行理化性质表征,结果表明制备的LMSNs核/壳结构型复合纳米载体粒径大小适中且均一,分散性好,-SS-、TPGS、HA等功能基团成功修饰至载体内部或表面。建立了一种快速高效的高效液相色谱(HPLC)检测法,方法学验证结果表明该方法可准确地定量测定DOX的含量,体外释放考察结果表明该功能化LMSNs载药系统具有良好的p H和还原双响应释药特性。以MCF-7与MCF-7/ADR细胞为体外研究对象,细胞毒性实验结果表明LMSNs载药系统可有效杀灭MCF-7与MCF-7/ADR细胞。以荧光观察、流式细胞术检测、免疫荧光染色、ROS定量检测、细胞凋亡与分布周期考察等手段分析验证各载药系统抗MDR型肿瘤的药效作用,结果表明HA-TPGS-LMSNs-SS-NH@DOX可靶向作用于肿瘤细胞并响应性释放药物,细胞摄取率高,经处理后细胞凋亡比例不断增加,并使其生长周期被阻滞于G0/G1期,且该处理组ROS生成量最多,能有效克服肿瘤的耐药性。将MCF-7/ADR细胞接种于雌性BALB/c裸鼠腋下,进行体内动物实验,主要脏器切片H&E染色结果表明LMSNs复合载药系统具有较高的生物安全性,肿瘤组织切片TUNEL染色及抑瘤率结果表明其可有效抑制MDR型肿瘤的生长,给予HA-TPGS-LMSNs-SS-NH@DOX后,荷瘤小鼠的瘤体积、瘤重等均显著降低,生存期明显延长。本课题研制的纳米载药系统具有靶向、微环境响应、逆转MDR等多重特性,预期能够应用于MDR型肿瘤的高效治疗。本课题研究成果能够为新型抗肿瘤纳米制剂的开发提供有益的理论积累与技术支撑。