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配体嫁接方式对纳米粒子内吞作用影响的多尺度理论模拟研究

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配体嫁接方式对纳米粒子内吞作用影响的多尺度理论模拟研究

作者：陈远强苏州大学

学位级别：硕士

近年来,随着纳米技术的飞速发展,各类性能优异的纳米材料在癌症治疗中展示了巨大的潜力。为了将纳米材料安全有效地输送到肿瘤细胞中,仅仅依靠纳米材料自身的增强渗透和滞留效应是不够的,还需要对纳米材料的物理化学性质进行进一步地优... 详细信息

近年来,随着纳米技术的飞速发展,各类性能优异的纳米材料在癌症治疗中展示了巨大的潜力。为了将纳米材料安全有效地输送到肿瘤细胞中,仅仅依靠纳米材料自身的增强渗透和滞留效应是不够的,还需要对纳米材料的物理化学性质进行进一步地优化设计。之前的研究结果表明,纳米粒子的大小、形状及表面修饰配体的带电性、亲疏水性和特异性都会对细胞的摄取行为有着显著影响。需要指出的是,将配体嫁接到纳米粒子表面有多种方式(如共价相互作用、金硫键以及氢键等),不同的嫁接方式或嫁接强度会影响纳米粒子的细胞摄取吗?这个问题在之前研究中是被忽略的,而本论文力图运用多尺度理论模拟方法对该问题进行全面和深入的研究。在第一章,我们首先对纳米粒子的生物医学应用以及纳米粒子的体内输运全过程进行了简单地介绍;接着重点介绍了纳米粒子物理化学性质对细胞摄取效率的影响;最后简单介绍了配体嫁接到纳米粒子表面的不同方式,引出了本文的研究动机并概述了本文的研究内容。在第二章,我们主要围绕本文使用的理论模拟方法和模拟软件展开介绍,重点介绍了半经验量子力学方法、耗散粒子动力学方法、膜形变的Helfrich理论以及相应的参数选取方式。在第三章,我们从半经验量子力学计算、耗散粒子动力学模拟、热力学唯象理论和实验验证对本课题展开研究。首先,在半经验量子力学方法中,我们对金纳米粒子和三种配体小分子的簇模型进行了结合能计算和动力学模拟,发现配体与纳米粒子间结合能越强,则配体在纳米粒子表面上的移动性越差。接着,在耗散粒子动力学模拟中,我们研究了配体与纳米粒子在水中的自组装行为,并重点研究配体修饰的纳米粒子与细胞膜的相互作用。模拟结果表明,配体的嫁接强度越强,配体在纳米粒子表面越稳定,配体从纳米粒子上表面向下表面的扩散越慢,因此包裹率越高。此外,为了合理解释模拟结果,我们运用热力学唯象理论计算细胞包裹纳米粒子的自由能变化,给出不同情况下理论包裹率,与模拟结果高度一致;最后,我们还与实验合作,进一步验证了多尺度理论模拟结果,即配体的嫁接强度的确能够显著影响纳米粒子的内吞效率。这一结果填补了之前关于配体嫁接方式对纳米粒子细胞摄取行为影响的研究空白,对实际纳米材料的优化设计也有着重要的指导意义。在第四章,我们对本论文进行总结,并对下一步的研究工作进行了展望。

关键词：纳米粒子配体细胞膜内吞作用配体嫁接方式多尺度半经验量子力学耗散粒子动力学热力学唯象理论

癌基因CTTN编码蛋白Cortactin与大肠癌细胞内吞作用的关系

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中华医学杂志 2011年第6期91卷 385-390页

作者：朱建伟马利林黄宝玉刘培根汝凯曹翔钱飞南通大学附属医院胃肠外科南通226001

目的分析Cortactin分子与大肠癌细胞内吞作用的关系，了解癌组织高表达Cortactin的内在意义。方法采用免疫组化和蛋白印迹检测大肠癌组织、癌旁组织及大肠癌细胞系中Cortactin表达水平；采用小干扰RNA抑制癌细胞Cortactin表达，并构建Co... 详细信息

目的分析Cortactin分子与大肠癌细胞内吞作用的关系，了解癌组织高表达Cortactin的内在意义。方法采用免疫组化和蛋白印迹检测大肠癌组织、癌旁组织及大肠癌细胞系中Cortactin表达水平；采用小干扰RNA抑制癌细胞Cortactin表达，并构建Cortactin不同功能区缺失突变体，检测各种癌细胞Tfn内吞作用的变化；采用免疫荧光化学方法分析Cortactin与癌细胞内吞作用路径的关系。结果大肠癌组织Cortactin表达高于癌旁组织，表达率分别为77．5％及47．5％（P〈0．05）。siRNA处理的癌细胞Tfn摄取值为0．61±0．02，对照为1．01±0．16（P〈0．05）。高表达Cortactin的大肠癌细胞为实现正常的内吞作用，需要足够数量和结构完整的Cortactin蛋白；Cortactin参与内吞物质的胞内运输过程。结论大肠癌细胞的内吞作用依赖Cortactin分子功能的发挥，高表达Cortactin有利于大肠癌细胞基于内吞作用的信号传导、侵袭和转移。

关键词：结肠肿瘤皮质蛋白内吞作用

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视网膜色素上皮受体介导的内吞作用

中华眼科杂志 2004年第8期40卷 539-544页

作者：李若梅 Sorensen K.KAREN Smedsrod BARD 刘熙朴中国医学科学院中国协和医科大学北京协和医院眼科眼科研究中心北京100730 Department of Experimental Pathology Institute of Medical Biology University of Tromso Norway

目的研究视网膜色素上皮(RPE)细胞内吞光感受器细胞外基质(IPM)内大分子可溶性物质的可能性及其机制。方法采用荧光标记的甲醛作用后的血清白蛋白(F-FSA),作为清道夫受体配体的指示物,与组织块培养的猪RPE细胞共同孵育,用荧光显微镜... 详细信息

目的研究视网膜色素上皮(RPE)细胞内吞光感受器细胞外基质(IPM)内大分子可溶性物质的可能性及其机制。方法采用荧光标记的甲醛作用后的血清白蛋白(F-FSA),作为清道夫受体配体的指示物,与组织块培养的猪RPE细胞共同孵育,用荧光显微镜和电子显微镜观察RPE细胞对F-FSA的内吞情况。结果 RPE细胞能够摄入F-FSA;这一作用随配体浓度增加而提高,随孵育时间延长而增强;相同或相似的配体之间存在竞争作用;F-FSA进入RPE细胞后,以微囊泡的形式存在丁细胞中。结论 RPE细胞能够摄人携带负电荷的大分子物质,这一作用是通过受体介导的内吞作用完成的,清道夫受体可能是介导这一作用的受体;受体介导的RPE细胞的内吞作用可能是IPM内大分子物质代谢的重要机制。(中华眼科杂志,2004,40:539-544)

关键词：视网膜色素上皮受体内吞作用光感受器细胞外基质大分子可溶性物质

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抗体偶联药物内吞作用机制的研究进展

中国新药杂志 2017年第10期26卷 1130-1136页

作者：唐煜王相阳马晓慧周芳王广基中国药科大学江苏省药物代谢动力学重点实验室南京210009 天士力集团研究院药理毒理研究中心天津300402

抗体偶联药物(antibody-drug conjugate,ADC)由单克隆抗体和小分子细胞毒药物通过化学连接子连接,兼顾了单克隆抗体的选择性和小分子药物的细胞毒效力。ADC进入体内后,可通过单克隆抗体的靶向作用结合于肿瘤表面的靶抗原,经内吞作用进... 详细信息

抗体偶联药物(antibody-drug conjugate,ADC)由单克隆抗体和小分子细胞毒药物通过化学连接子连接,兼顾了单克隆抗体的选择性和小分子药物的细胞毒效力。ADC进入体内后,可通过单克隆抗体的靶向作用结合于肿瘤表面的靶抗原,经内吞作用进入细胞内,在溶酶体的化学或酶促作用下释放小分子细胞毒药物导致靶细胞死亡。ADC的内吞作用是ADC发挥药效的关键,并且已经成为ADC开发阶段的重要部分。由于缺乏对于ADC内吞作用的整体认识,目前对于内吞效率和内吞机制的研究方法开发存在着诸多挑战。本文对ADC的内吞机制、影响因素和研究方法等方面的进展进行了综合归纳和阐述。

关键词：抗体偶联药物内吞作用网格蛋白流式细胞术共聚焦显微镜

芸苔属植物自交不亲和性S-受体激酶的内吞作用及信号传递网络

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植物生理学报 2012年第3期48卷 211-216页

作者：杨佳李玉花蓝兴国东北林业大学生命科学学院发育生物学研究室哈尔滨150040

文章就芸苔属植物自交不亲和性反应中S-受体激酶的内吞作用以及下游信号传递网络的研究进展作一综述。

关键词：自交不亲和性 S-受体激酶内吞作用 Exo70A1 细胞骨架

K562细胞对稀土转铁蛋白的结合及内吞作用

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科学通报 2002年第19期47卷 1477-1479页

作者：赵春贵杨斌盛白海静刘文张伟山西大学生物技术研究所太原030006 山西大学分子科学研究所太原030006 中国辐射防护研究院太原030006

通过125I对人血清脱铁转铁蛋白（apoTf）的标记,用放射性示踪法测定了K562细胞与单铽（Ⅲ）转铁蛋白（Tbc-apoTf, Tbc-apoTf-FeN）的结合及对 Tbc-apoTf,Tbc-apoTf-FeN的内吞作用.结果表明 0℃时TbC-apoTf, TbC-apoTf-FeN与 K562细胞结合的稳定常数分别为 4.1×107和 2.7×107mol-1·L;37℃时K562细胞对TbC-apoTf, TbC-apoTf-FeN内吞的速率常数分别为 0.97和 0.31 min-1,最大内吞率分别为56％和 80％.

关键词：脱铁转铁蛋白铽碘125标记 K562细胞结合作用稳定常数速率常数稀土转铁蛋白内吞作用

盐酸青藤碱对巨噬细胞受体介导内吞作用的影响

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中国中西医结合杂志 2001年第S1期21卷 153-155页

作者：吴建春雷国华朴英杰第一军医大学南方医院儿科广州510515 第一军医大学中心实验室

盐酸青藤碱(sinomenine,SIN)是从防己科植物青风藤(Sinomenium acutum *** Wils)中提取的生物碱,具有镇痛、抗炎等多种药理作用,同时具有免疫抑制作用。巨噬细胞是一种重要的免疫细胞,其内吞作用对于清除体内的病原体、获得营养物质,保... 详细信息

盐酸青藤碱(sinomenine,SIN)是从防己科植物青风藤(Sinomenium acutum *** Wils)中提取的生物碱,具有镇痛、抗炎等多种药理作用,同时具有免疫抑制作用。巨噬细胞是一种重要的免疫细胞,其内吞作用对于清除体内的病原体、获得营养物质,保持自身活力和细胞内外环境的稳定有重要意义。巨噬细胞膜上的不同受体能特异性地与相应配体结合,产生内吞作用。受体介导内吞作用受多种因素影响,如配体与细胞表面相应受体的亲和力,细胞膜表面受体的数量和密度、细胞骨架蛋白活性等。本研究采用激光扫描共聚焦显微镜技术和生物素-亲和素复合物(Biotin-Avidin complex,ABC)方法,检测了盐酸青藤碱对培养的小鼠腹腔巨噬细胞的两种配体刀豆素A(Con A)和酵母多糖 A(Zymosan A)内吞作用的影响。

关键词：小鼠腹腔巨噬细胞盐酸青藤碱内吞作用受体介导激光扫描共聚焦显微镜免疫抑制作用配体细胞骨架蛋白药理作用多种因素

人源神经干细胞来源外泌体的提取鉴定及内吞作用

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东南大学学报（医学版） 2017年第6期36卷 984-989页

作者：张桂龙陈陆馗李炳乾蔡云朗东南大学附属中大医院神经外科江苏南京210009 东南大学医学院江苏南京210009 东南大学附属中大医院妇产科江苏南京210009

目的:细胞外囊泡外泌体内含有蛋白、脂质和遗传物质,在细胞间的交流中发挥着非常重要的作用。本研究首次探讨人源神经干细胞来源外泌体的的生物学特性和潜在功能。方法:经东南大学附属中大医院临床研究伦理委员会的审查和批准,我们利用... 详细信息

目的:细胞外囊泡外泌体内含有蛋白、脂质和遗传物质,在细胞间的交流中发挥着非常重要的作用。本研究首次探讨人源神经干细胞来源外泌体的的生物学特性和潜在功能。方法:经东南大学附属中大医院临床研究伦理委员会的审查和批准,我们利用成功分离出的人胎儿海马来源的原代神经干细胞进行体外培养、外泌体获取以及功能评价。通过免疫荧光、western blotting和琼脂糖凝胶电泳对人源神经干细胞进行鉴定;利用超高速离心和总外泌体提取试剂盒提取培养细胞上清中的外泌体,并通过透射电镜、纳米颗粒追踪分析和western blotting进行鉴定;最后用PKH67标记外泌体后评价其潜在功能。结果:人胎儿的海马中原代神经干细胞成功分化为神经元、星形胶质和少突胶质细胞;随后在干细胞的培养上清中成功分离出了干细胞分泌的外泌体,符合外泌体的基本特征结构;最后发现外泌体可以被干细胞摄取和内吞,明显聚集于胞质内,且部分入核。结论:本研究初步探索了人源神经干细胞来源外泌体的基本特征和内吞作用,为其后续在神经系统领域的深入研究奠定了基础。

关键词：神经干细胞外泌体标记内吞作用

肺腺癌细胞对谷胱甘肽纳米Fe_3O_4的内吞作用

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中国公共卫生 2007年第1期23卷 47-49页

作者：鄢祝兵马勇杰古宏晨童乃虎徐宏上海交通大学微纳科技研究院上海200030

目的在体外观察人肺腺癌细胞(SPC-A1)对谷胱甘肽(GSSG)修饰的纳米Fe3O4的内吞作用及与培养温度、时间及浓度的关系。方法通过透射电镜(TEM)与普鲁士兰染色法观察SPC-A1细胞对GSSG修饰的纳米Fe3O4的内吞作用。采用原子吸收光谱(AAS)法进... 详细信息

目的在体外观察人肺腺癌细胞(SPC-A1)对谷胱甘肽(GSSG)修饰的纳米Fe3O4的内吞作用及与培养温度、时间及浓度的关系。方法通过透射电镜(TEM)与普鲁士兰染色法观察SPC-A1细胞对GSSG修饰的纳米Fe3O4的内吞作用。采用原子吸收光谱(AAS)法进行SPC-A1细胞粘附量及内吞量的定量分析。结果TEM结果表明,在4℃下培养24 h后GSSG修饰的纳米Fe3O4吸附于SPC-A1细胞表面;37℃下培养1 h后SPC-A 1细胞可内吞GSSG修饰的纳米Fe3O4细胞数目明显增加。AAS分析表明,SPC-A1细胞表面纳米Fe3O4的粘附量同培养时间及浓度呈正相关。GSSG修饰的纳米Fe3O4浓度较低(0.1或0.4 mg/ml)时,内吞量在24 h后达到饱和;GSSG修饰的纳米Fe3O4浓度较高(0.7或1.0 mg/ml)时,内吞量在72 h后达到饱和,单个细胞内吞量最大可达160 pg。结论SPC-A1细胞对GSSG修饰的纳米Fe3O4的内吞需要能量,内吞量依赖于浓度及培养时间。

关键词：人肺腺癌细胞谷胱甘肽 Fe3O4 内吞作用