人参皂苷Rg1碳纳米点的制备及其抗宫颈癌活性研究

作     者：周雪莼 

作者单位：长春中医药大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵雨

授予年度：2024年

学科分类：1008[医学-中药学(可授医学、理学学位)] 1006[医学-中西医结合] 100602[医学-中西医结合临床] 10[医学] 

主      题：碳纳米点 人参皂苷Rg1 抗宫颈癌 

摘      要：目的:以中药材人参中主要生物活性物质人参皂苷Rg1为唯一前驱体,通过一步水热法制备得到具有荧光特性的人参皂苷Rg1碳纳米点(Rg1-CDs)。表征其理化性质并深入研究其生物活性、生物安全性以及药用效果,以期获得具有一定抗肿瘤功效的中药基纳米药物。 方法:***1-CDs最佳制备工艺的筛选及理化性质分析:以人参皂苷Rg1粉末为唯一反应物,通过单因素变量法考察反应时间,反应温度以及反应浓度,获得不同条件下制备的一系列产物溶液。随后以生物活性为考察指标,结合紫外光谱(UV-vis)和荧光光谱(FL),筛选出Rg1-CDs的最佳制备工艺。利用透射电子显微镜(TEM),红外光谱(FTIR),X射线光电子能谱(XPS)对Rg1-CDs进行理化性质和结构的表征分析。 ***1-CDs体外生物活性研究:采用Cell Counting Kit-8法(CCK-8),考察Rg1-CDs对人宫颈癌细胞(HeLa),人正常肝细胞(LO2),人胚肾细胞(HEK-293T)的生物活性以及生物安全性;利用倒置荧光显微镜,追踪观察不同时间HeLa细胞对Rg1-CDs的摄取情况;通过Transwell细胞迁移小室实验和细胞划痕实验来探究经给药干预后细胞纵向和横向的迁移能力;利用流式细胞仪对Rg1-CDs给药干预后HeLa细胞的细胞周期及凋亡情况进行检测。 ***1-CDs体内生物活性研究:选取5-6周龄的BALB/c-nu雌性裸鼠,右侧腋下注射～2×10～6个HeLa细胞,构建HeLa宫颈癌异种移植小鼠模型。实验周期共17天,每两日用电子秤测得裸鼠体重,游标卡尺测量裸鼠肿瘤体积,监测裸鼠的生命体征和肿瘤生长情况。同时按给药剂量将Rg1-CDs注射进正常裸鼠体内评估Rg1-CDs的生物安全性。 结果:1.本文以Rg1为唯一前驱体,合成了具有蓝绿色荧光的Rg1-CDs,其最佳反应条件:180℃–6 h–2 mg/m L。在一定的水热条件下,Rg1会自组装聚集,形成分布均匀的Rg1-CDs,尺寸集中在2.5±0.6 nm;Rg1-CDs的平均荧光寿命2.33 ns,量子产率为2.7%。红外光谱和XPS光谱解析证明,Rg1-CDs保留了Rg1的母体结构,表面富含亲水官能团(羟基、羧基),使其具有良好的生物相容性。 2.体外细胞实验证明,Rg1-CDs能够显著抑制HeLa细胞的生长,且具有剂量依赖性。Rg1-CDs主要富集在HeLa细胞的细胞质中,12 h时HeLa细胞摄取Rg1-CDs量最多,当Rg1-CDs发挥药用作用后,荧光强度下降。Rg1-CDs可抑制HeLa细胞纵向迁移能力和细胞横向愈合能力,并可诱导HeLa细胞G2/M期阻滞和凋亡。 3.小鼠体内实验表明,Rg1-CDs能显著抑制小鼠HeLa肿瘤的体积和重量,抑瘤率约为52.05%,同时促进HeLa肿瘤组织的凋亡。Rg1-CDs对小鼠肿瘤的抑制作用优于化疗药物——顺铂,且副作用较小,对正常小鼠亦未有明显损害。 结论:本研究通过水热法制备得到具有荧光性质的Rg1-CDs,具有一定的水溶性和较低的生物毒性。体外生物活性试验表明,分子状态下的Rg1在200μg/m L的浓度条件下才对人宫颈癌HeLa细胞有抑制作用,而较低浓度(30μg/m L)的Rg1-CDs即可对HeLa细胞产生明显的抑制作用,且具有浓度依赖性。同时,动物荷瘤实验证实了Rg1-CDs具有实质的体内抑制宫颈癌细胞瘤的效果,与传统的化疗药相比较,Rg1-CDs毒副作用更低,疗效更佳,未来有希望成为一种以中药有效成分为基础的新型抗癌纳米药物,具有极高的药用价值和社会意义。