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吲哚美辛纳米靶向仿生系统的构建及抗类风湿关节炎药效研究

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吲哚美辛纳米靶向仿生系统的构建及抗类风湿关节炎药效研究

作者：胡胜涛湖南中医药大学

学位级别：硕士

目的:类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)是一种常见的自身免疫性疾病,关节内伴有严重炎症微环境。目前,用于RA治疗的非甾体抗炎药(Non-steroidal anti-inflammatory drugs,NSAIDs)存在控制疾病进展效果差、患者依从性差、不良事件... 详细信息

目的:类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)是一种常见的自身免疫性疾病,关节内伴有严重炎症微环境。目前,用于RA治疗的非甾体抗炎药(Non-steroidal anti-inflammatory drugs,NSAIDs)存在控制疾病进展效果差、患者依从性差、不良事件频发等缺陷。吲哚美辛(Indomethacin,IND)是一种广泛使用的非甾体抗炎药,因其溶解度差、利用率低而面临各种副作用。因此,开发高效、低毒的新型试剂以提高其临床应用具有重要意义。方法:纳米系统(IND@PB@M@HA)是通过将IND加载到普鲁士蓝纳米粒子(Prussian blue,PB)中并用杂化膜(Hybrid cell membranes,M)伪装及透明质酸(Hyaluronic acid,HA)表面修饰来制备。在细胞水平上:以脂多糖(LPS)刺激的小鼠单核巨噬细胞RAW264.7为炎症模型模拟RA体外炎症环境,采用MTT比色法测定IND@PB@M@HA NPs辅以光热疗法对细胞活力的影响;酶联免疫吸附测定法(ELISA)鉴定IND@PB@M@HA NPs对炎症微环境的抑制作用;倒置荧光显微镜检测细胞内活性氧水平探究其治疗效果。在动物水平上:建立佐剂诱导的大鼠AIA关节炎模型,治疗全程记录体重、足肿程度及关节炎评分;治疗结束后采用小动物活体CT成像系统观察大鼠足部骨侵蚀情况;苏木精-伊红染色法(HE)观察踝关节滑膜增生程度;Bio-Plex悬液芯片技术检测大鼠血清中INF-γ、IL-12P70、IL-1α、IL-2、IL-6、TNF-α、IL-5、IL-1β、GM-CSF细胞因子水平判定IND@PB@M@HA NPs的抗炎效果。结果:1.PB NPs和IND可以联合抗炎:PB NPs和IND均抑制LPS处理的RAW264.7细胞的生长,其半数最大抑制浓度(IC)值分别为20.81μg/ml和46.24μg/ml,当PB NPs和IND处理类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞(RA-FLS)时,其IC值分别为329.3μg/ml和113.5μg/ml。此外,在联合治疗(IND@PB@M@HA NPs浓度为40μg/ml,含6.4μg/ml IND;对照组(IND)浓度为40μg/ml)后,RA-FLS的细胞活力从～68.8%下降到～50.9%,LPS诱导的RAW264.7细胞的活力从～69.6%下降到～39.8%。此外,激光辅助治疗后炎性RAW264.7细胞的活力进一步降低了约10%。2.在IND@PB@M@HA NPs处理LPS诱导的RAW264.7细胞中发现,IND@PB@M@HA NPs具有强效清除ROS能力,与单独的IND相比具有显著性差异(P<0.01)。3.与未经任何处理的LPS诱导的RAW264.7细胞相比,IND@PB@M@HA NPs治疗组可以显着下调IL-6和TNF-α的水平(分别为～11.02 ng/ml vs.～14.20 pg/ml;～51.15 ng/ml vs.～4.72 pg/ml)。4.在动物水平上:与模型组相比,各药物干预的大鼠红肿程度均有明显改善。在这些组中,IND@PB@M@HA NPs组联合光热作用对AIA治疗显示出最强的疗效(P<0.05)。这反映在足部红肿消失、炎症细胞因子浸润减少及骨侵蚀抑制上。结论:1.PB NPs和IND可联合治疗,即通过降低炎症因子的水平以及降低炎性巨噬细胞的活力来产生强大的抗炎作用,且ROS水平大幅降低。2.IND@PB@M@HA NPs辅以光热疗法具有治疗RA潜力。其治疗作用与炎症因子的抑制作用具有内在联系。3.IND@PB@M@HA NPs显着降低了大约10倍的IND使用剂量,并具有优异的生物安全性。4.PB NPs还首次被报道利用其显著的抗炎效果来有效阻碍AIA的疾病进展。

关键词：类风湿关节炎吲哚美辛普鲁士蓝纳米载体靶向递送生物膜光热疗法

载三氟拉嗪介孔二氧化硅纳米粒的制备及抗肿瘤作用研究

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载三氟拉嗪介孔二氧化硅纳米粒的制备及抗肿瘤作用研究

作者：莫柳芳河南大学

学位级别：硕士

乳腺癌(Breast Cancer,BC)是严重危害女性健康和生命的复杂性疾病,且发病率逐年增高。目前治疗乳腺癌的药物以传统化疗药物为主,例如阿霉素、紫杉醇和顺铂等,但这些药物具有心脏毒性、神经毒性和抑制骨髓造血系统等缺点。更重要的是,肿... 详细信息

乳腺癌(Breast Cancer,BC)是严重危害女性健康和生命的复杂性疾病,且发病率逐年增高。目前治疗乳腺癌的药物以传统化疗药物为主,例如阿霉素、紫杉醇和顺铂等,但这些药物具有心脏毒性、神经毒性和抑制骨髓造血系统等缺点。更重要的是,肿瘤细胞与某药物屡次接触后会产生耐药性,从而导致后续抗癌效果逐渐变差。这些传统药物的不足使得抗癌创新药的需求增加,但周期长、耗资大、风险高等原因导致新药研发进展缓慢。在此背景下,“老药新用”成为一种非常重要的策略。三氟拉嗪(TFP)是一种吩噻嗪类衍生物,于1959年在美国获准用于焦虑症和精神病的治疗。近年来有研究报告称TFP可以抑制多种肿瘤的生长,如乳腺癌、胶质母细胞瘤、肺癌等。然而,TFP很容易跨越血脑屏障(BBB),在脑内达到较高的浓度从而影响中枢神经系统(CNS),导致患者出现嗜睡、头晕和锥体外系等副作用。对此,本课题组提出将TFP包裹在无法穿过血脑屏障的介孔硅纳米载体中,从而降低其中枢神经副作用的同时提高治疗肿瘤的效果。本课题所进行的研究如下:首先制备了MSN-NH,然后在其表面修饰了聚乙二醇(PEG)和茴香酰胺(AA),得到命名为MSN@PEG-AA的纳米颗粒。利用透射电子显微镜、激光粒度及Zeta电位分析仪、红外分光光度计、比表面及孔隙度分析仪、差热热重同步分析仪等对纳米颗粒的结构进行了表征。结果表明:所制备的MSN@PEG-AA纳米粒和载药纳米粒(TFP@MSN@PEG-AA,TMPA)分散均匀,粒径均一。通过氮气吸附/脱附曲线算出MSN-NH的表面积(SBET)为～471.316 m/g,孔体积(Vp)和孔径(DBJH)分别为.968 cm/g和.358 nm。红外光谱图和DTG图谱均证明了MSN@PEG-AA的成功制备。通过高效液相色谱法建立了TFP含量测定的方法,并对该方法进行了方法学研究。同时对TFP的负载和释放进行了研究。结果表明:所建立的TFP的含量测定方法专属性好,具有良好的精密度和重复性,在2.5μg/mL0μg/mL浓度范围内具有良好的线性关系。所制备的TMPA纳米粒的载药量和包封率分别为13.1%、65.2%。释放实验表明TMPA纳米粒子具有pH响应性药物释放行为,TFP在pH5.5的PBS缓冲液中的释放速度最快,累计释放量最高,达到了70.9%;TMPA纳米粒的pH响应性释药可以减少TFP在正常组织部位的释放量,增加药物在肿瘤组织中的浓度,从而更高效地发挥其抗肿瘤作用,同时减少对正常组织的损伤。采用溶血性实验对MSN@PEG-AA纳米粒进行了安全性评价,MTT法、荧光倒置显微镜对TMPA的细胞毒性及其在细胞内的摄取情况进行了考察。溶血性实验结果表明MSN@PEG-AA纳米粒具有良好的血液相容性,安全性良好。MTT实验结果表明,游离TFP和TMPA纳米粒对三种乳腺癌细胞(MDA-MB-231、MCF-7和4T1)的抑制作用均呈浓度依赖性和时间依赖性;随着作用时间的延长,TMPA纳米粒中TFP逐渐释放完全,TMPA纳米粒可以达到和游离TFP相当的抑制作用。细胞摄取实验结果表明,用sigma受体抑制剂氟哌啶醇(HP)预孵育之后,4T1细胞的绿色荧光明显减弱,证实了纳米粒是通过sigma受体介导的内吞作用进入肿瘤细胞,具有特异性靶向肿瘤细胞的能力。细胞内释药实验表明,载药纳米粒在4T1肿瘤细胞内能正常释放药物,且随着时间增加,释放量增多。通过构建4T1荷瘤Balb/c小鼠模型,研究TMPA纳米粒的体内抗肿瘤效果。结果表明:生理盐水组小鼠的肿瘤体积增长迅速,游离TFP组、TMP纳米粒组和TMPA纳米粒组小鼠的肿瘤体积增长得到了一定的抑制,其中TMPA纳米粒组对小鼠肿瘤体积增长的抑制能力更强,具有更强的抗肿瘤活性;小鼠体重变化曲线表明TMPA纳米粒组具有较低的毒副作用。H&E染色结果表明,各组药物对小鼠的脏器组织形态几乎无影响,生理盐水组的肿瘤细胞几乎没有凋亡,游离药物组和载药纳米粒组的肿瘤细胞均有不同程度的细胞凋亡,其中,TMPA纳米粒组显示出较高的细胞凋亡效果。建立HPLC测小鼠各组织和肿瘤中TFP含量的方法,同时进行方法学研究。结果表明:该分析方法的专属性好,具有良好的精密度和重复性,且在0.025μg/mL～2μg/mL浓度范围内呈良好的线性关系。体内药物分布实验结果显示,TFP组和TMPA纳米粒组在心、肝、脾、肺、肾和肿瘤中的分布均没有统计学差异;而在脑组织中,TMPA纳米粒组的浓度显著低于TFP组,说明将TFP包裹在纳米载体MSN@PEG-AA中,可以显著减少TFP进入脑组织的含量,降低中枢神经副作用。综上所述,本课题所制备的TMPA纳米粒在发挥TFP抗肿瘤作用的同时降低其对中枢神经系统的影响,在肿瘤治疗方面有很大的发展前景。

关键词：乳腺癌三氟拉嗪靶向递送组织分布

具有靶向细胞核功能的刺激响应性纳米体系的构建及抗肿瘤功效研究

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具有靶向细胞核功能的刺激响应性纳米体系的构建及抗肿瘤功效研究

作者：武子燕兰州大学

学位级别：硕士

阿霉素（doxorubicin,DOX）是一种广谱抗肿瘤药物,但是其水溶性差,在肿瘤部位富集程度低,仅有少量的DOX能够进入细胞核发挥作用。因此,构建一种可以将DOX直接递送到细胞核的载药纳米体系至关重要。本论文选用生物可降解的树枝状大分子... 详细信息

阿霉素（doxorubicin,DOX）是一种广谱抗肿瘤药物,但是其水溶性差,在肿瘤部位富集程度低,仅有少量的DOX能够进入细胞核发挥作用。因此,构建一种可以将DOX直接递送到细胞核的载药纳米体系至关重要。本论文选用生物可降解的树枝状大分子聚酰胺胺（polyamidoamine,PAMAM）作为核心骨架,通过共价结合的方式在其表面嫁接聚乙二醇（polyethylene glycol,PEG）,以降低PAMAM的阳离子毒性。在聚乙二醇化的PAMAM表面修饰特异性配体核定位序列-酶响应四肽-吗啉复合物（PKKKRKV-GFLG-Mp,PGM）,并利用物理吸附的方式将DOX上载到PAMAM的内部空腔,制成一种p H/酶双重刺激响应性载药纳米体系DOX/PAMAM-PEG-PGM。接着,对载药纳米体系的组成、表面电位、形貌以及粒径分布等进行了表征,结果表明成功合成了电位+5.64±0.16 m V、粒径67.81±2.69 nm的球形载药纳米体系。该载药纳米体系的理化性能完全符合设计要求,并且可通过三重靶向将DOX递送到肿瘤细胞核。首先,DOX/PAMAM-PEG-PGM载药纳米体系通过高通透性和滞留（enhanced permeability and retention,EPR）效应被动地靶向肿瘤组织。然后,通过p H刺激响应性小分子Mp与细胞膜发生静电吸引,促进了载药纳米体系在肿瘤细胞中的积累。最后,当载药纳米体系内化到细胞中时,溶酶体中的组织蛋白酶B水解PGM复合物上的GFLG四肽,核定位序列PKKKRKV（nuclear localization sequence,NLS）暴露,载药纳米体系在核定位序列的介导下,实现细胞核靶向递送。通过对纳米载体的药物上载能力以及载药纳米体系的药物释放行为的研究发现,PAMAM-PEG-PGM纳米载体具有较高的药物上载率（73.33%）,且在含有木瓜蛋白酶的酸性介质中,DOX/PAMAM-PEG-PGM载药纳米体系呈现先缓释后突释的释放模式,进而避免药物的提早释放,增加了药物的利用率。以Hep G2为模型细胞进行体外细胞实验,细胞摄取结果显示,在酸性p H条件下,DOX/PAMAM-PEG-PGM载药纳米体系中Mp的电荷切换可提高该体系与细胞的亲和力,促进了载药纳米体系在肿瘤细胞中的积累;细胞核定位研究表明,DOX/PAMAM-PEG-PGM载药纳米体系进入细胞后,在核定位序列的介导下,可进一步将DOX运送至细胞核;体外细胞毒性研究结果显示具有靶向细胞核功能的刺激响应性载药纳米体系DOX/PAMAM-PEG-PGM对肝癌细胞具有较强的细胞杀伤力。建立荷H22肝肿瘤的BALB/c小鼠模型,进一步探究DOX/PAMAM-PEG-PGM载药纳米体系在体内的靶向性和抗肿瘤作用。结果表明,PAMAM-PEG-PGM纳米载体在体内可优先聚集在肿瘤部位;同时,DOX/PAMAM-PEG-PGM载药纳米体系在体内表现出良好的抗肿瘤功效,肿瘤抑制率为88.47%。综上所述,本研究设计的DOX/PAMAM-PEG-PGM载药纳米体系通过将DOX聚集在细胞核中,在体外和体内均有效地增强了对肝癌细胞的细胞毒性,为DOX的细胞核靶向递送提供了一种新颖且有前途的思路。

关键词：靶向递送细胞核核定位序列刺激响应抗肿瘤功效

聚乙二醇水凝胶微球药物载体的制备及其用于乳腺癌药物协同与靶向治疗的研究

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聚乙二醇水凝胶微球药物载体的制备及其用于乳腺癌药物协同与靶向...

作者：肖仔璇北京化工大学

学位级别：硕士

在乳腺癌治疗中化疗是一种非常常见的方式,但化疗药物选择性低,会对人体造成不受控的损伤。开发生物相容性优秀、体内稳定性高、治疗效果强且对癌细胞具有靶向作用的药物载体具有重要的意义。本文在多肽链段中设计不同功能氨基酸序列制... 详细信息

在乳腺癌治疗中化疗是一种非常常见的方式,但化疗药物选择性低,会对人体造成不受控的损伤。开发生物相容性优秀、体内稳定性高、治疗效果强且对癌细胞具有靶向作用的药物载体具有重要的意义。本文在多肽链段中设计不同功能氨基酸序列制备多功能纳米线(PNFs),并与二甲双胍药物碳点(CDs)及八臂聚乙二醇(8-PEG)水凝胶微球结合负载阿霉素(DOX),最后构建应用于乳腺癌治疗的兼具细胞靶向识别以及协同治疗的复合型药物控释系统。具体内容如下:(1)制备用于载药的可降解且对细胞无危害的水凝胶微球。采用简易的乳液聚合法,以氨水作为交联剂,与单体进行迈克尔加成反应得到8-PEG水凝胶微球。该微球具有均匀的球形形貌以及内部网络结构,经过Image J软件得到微球平均尺寸为6.66μm,尺寸适用于注射治疗。另外,探究了不同单体比例、乳化剂质量比、交联剂含量和机械搅拌速度对微球尺寸的影响。研究发现,8-PEG与PEG的比例与微球尺寸成反比,交联剂含量以及搅拌速度与微球尺寸成正比,乳化剂的含量和成分主要影响微球的分散性。制备的水凝胶微球具有较好的溶胀性能和稳定性,在p H=6.6、p H=7.4以及p H=8下均具有较好的降解性能。细胞毒性实验证明,其还具有较好的生物相容性、较低细胞毒性,具备作为药物载体的功能条件。(2)制备了基于水凝胶微球的乳腺癌协同及靶向治疗的药物载体。设计序列为RGD-AEAKAEAK-YWYAF-CCY-RGD的多肽序列制备多功能PNFs,通过π-π共轭连接CDs后,以CCY中的巯基与8-PEG水凝胶微球的双键发生点击反应,制备了具有生物相容性、可降解性、药物协同增强效果、靶向癌细胞特性的药物载体。DOX作为乳腺癌的治疗药物负载在载体上,药物负载率达90%。在药物释放实验中,p H=6.6和p H=7.4下的最高释放量分别为38.8%和27%。以MDA-MB-231作为实验细胞,证明药物载体及其功能组分对细胞均具有较好的生物相容性,细胞存活率均在80%以上。以药物浓度为基准,进行浓度梯度实验测试对乳腺癌细胞杀伤性。研究表明PEG/PNFs-CDs作为药物载体时释放药物对MDA-MB-231细胞的治疗具有最好的效果。在不载药时,含有CDs的材料对癌细胞的杀伤效果最好。PEG/PNFs做载体时效果远低于PEG/PNFs-CDs,证明CDs与DOX存在药物协同作用,因此治疗效果大大增强。通过倒置荧光显微镜及流式细胞仪测试药物载体的靶向效果,将含有与不含RGD的多肽纳米线做对比,以Cy5.5作为成像因子。通过对比两者连接微球载体在细胞中的内吞效果以及荧光强度,证明载体的靶向效果,可以实现较好的治疗效果,具有较好的应用前景。

关键词：聚乙二醇水凝胶微球药物载体多肽药物碳点靶向递送药物协同作用

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多功能抗肿瘤多肽的设计、构建及评价

多功能抗肿瘤多肽的设计、构建及评价

作者：蔡敏江苏大学

学位级别：硕士

抗菌肽是各物种用来抵御细菌和外来病原体的内源性分子,是先天免疫系统的一部分。有较多的研究发现部分抗菌肽具有抗肿瘤活性,同时副作用较少。其中有研究基于牛乳铁蛋白,开发出一系列阳离子肽,主要由九种氨基酸组成,发现该系列多肽对... 详细信息

抗菌肽是各物种用来抵御细菌和外来病原体的内源性分子,是先天免疫系统的一部分。有较多的研究发现部分抗菌肽具有抗肿瘤活性,同时副作用较少。其中有研究基于牛乳铁蛋白,开发出一系列阳离子肽,主要由九种氨基酸组成,发现该系列多肽对肿瘤细胞具有很强的破坏作用,而对正常细胞的毒性较低,表现出较高的选择性。其中最有效的LTX-315在治疗实体瘤方面有一定疗效,但给药方式仅限于瘤内给药,应用受到了明显的限制。因此本研究基于阳离子九肽(KKWW)K-NH(AMP),针对肿瘤微环境的高活性氧(ROS)和肿瘤细胞表面过表达的唾液酸基团,设计并构建出多功能抗肿瘤多肽,通过分子动力学模拟技术、体外细胞实验及荷瘤小鼠实验等验证其肿瘤靶向能力和抗肿瘤活性。本文主要分为如下四个部分:1.综述本章首先对抗菌肽的研究进行了总结,基于抗菌肽的构效关系分析了其抗肿瘤的作用机制,以及抗菌肽对肿瘤细胞的抗增殖、促凋亡和抗转移应用;其次围绕靶向递送的研究,分析了靶向治疗的生物屏障,并且对小分子药物、多肽、抗体和基于细胞的靶向策略进行了综述;最后介绍分子动力学模拟研究现状。这几方面的综述从而为本课题提供了理论基础和技术支撑。2.多功能抗肿瘤多肽的设计及构建本章旨在设计并构建多功能抗肿瘤多肽,在能够靶向肿瘤部位的同时发挥其抗肿瘤活性。有研究表明基于牛乳铁蛋白的阳离子抗菌肽,多肽序列中主要含有五个阳离子残基、2-3个色氨酸残基和1-2个侧链空间位阻偏大的非天然残基,这些阳离子抗菌肽对多种癌细胞具有明显的疗效,并且对正常细胞毒性较低。虽然在治疗实体瘤方面显示出临床前景,但仅限于瘤内给药,应用受到一定的限制。因此,本课题基于牛乳铁蛋白,提取出阳离子九肽序列(KKWW)K-NH(AMP)为模板,引入半胱氨酸残基(C)改造成适合修饰的多肽(KKWC)K-NH(Cys-AMP);随后在Cys-AMP的半胱氨酸侧链巯基上修饰4-乙烯基苯基硼酸,从而构建抗肿瘤多肽(PBN-AMP),具有肿瘤微环境刺激响应的能力以及与肿瘤细胞表面高表达的唾液酸特异性结合的能力。通过分子动力学模拟技术,研究设计的多肽在肿瘤微环境条件下与肿瘤细胞膜的结合情况。分别模拟了AMP、Cys-AMP和PBN-AMP的动力学行为,实验表明AMP与肿瘤细胞膜有一定的亲和力,但是结合的稳定性偏差,大约有10 ns的时间会游离出细胞膜,效果不理想。Cys-AMP在动力学模拟中发现与肿瘤细胞膜具有一定的结合能力,相比AMP要稳定一些。与前面两条多肽相比,在引入4-乙烯基苯基硼酸后,多肽PBN-AMP能够在较短时间内结合到肿瘤细胞膜上,并具有较高的稳定性,表明PBN-AMP与肿瘤细胞膜的亲和力更强,具有潜在更强的对肿瘤细胞的杀伤能力。采用多肽固相合成方法分别合成了多肽AMP和Cys-AMP。随后利用巯基-烯(Thiol-Ene)点击化学反应,将化合物4-乙烯基苯基硼酸修饰到多肽Cys-AMP上,合成多肽PBN-AMP;通过反相高效液相色谱(HPLC)和LC-MS对合成产物进行鉴定。3.多功能抗肿瘤多肽的体外活性研究本章通过细胞摄入实验及细胞毒性实验考察PBN-AMP的抗肿瘤活性,并且验证分子动力学模拟的结果。首先研究肿瘤细胞对多肽的摄取情况。利用FITC分别标记多肽AMP和PBN-AMP,制备得到多肽AMP-FITC和PBN-AMP-FITC,然后通过荧光显微镜观察人乳腺癌细胞MCF-7对两种多肽的摄取。实验结果表明,相比AMP,MCF-7细胞对PBN-AMP摄取量更多。随后考察三条多肽AMP、Cys-AMP和PBN-AMP的细胞毒性作用。分别培养人乳腺癌细胞MCF-7、MDA-MB-231及鼠乳腺癌细胞4T1,用于多肽的细胞毒性考察。实验结果表明三条多肽在多种细胞系上均表现出不同程度的杀伤作用。三条多肽对MCF-7细胞的毒性作用最明显,其中PBN-AMP效果最好(IC:38.46μM),Cys-AMP次之(IC:39.85μM),AMP最差(IC:110μM)。细胞毒性实验的数据能够验证分子动力学模拟的结果,表明使用分子动力学模拟技术验证多肽的肿瘤靶向性是可行的,具有较强的与肿瘤细胞膜结合能力的PBN-AMP表现出良好的抗肿瘤活性。4.多功能抗肿瘤多肽的体内活性研究通过构建4T1乳腺癌荷瘤小鼠模型,进一步考察PBN-AMP的肿瘤靶向能力及抗肿瘤活性。小动物活体成像结果表明,和AMP相比,PBN-AMP能够更好地靶向聚集到肿瘤部位。药效学实验结果表明,PBN-AMP高剂量组(20 mg/kg)的小鼠肿瘤体重显著小于生理盐水组,其抑瘤率为59.36%。并且比较不同剂量组的抑瘤率能够发现:PBN-AMP的抗肿瘤作用具有剂量依赖性;并与多肽AMP相比,PBN-AMP具有更强的抗肿瘤活性。荷瘤小鼠实验的结果证明构建的PBN-AMP能够赋予多肽的肿瘤靶向性,并增强其抗肿瘤活性。综上所述,本课题设计并构建的多功能抗肿瘤多肽PBN-AMP,通

关键词：抗菌肽靶向肽治疗肽肿瘤微环境刺激响应靶向递送分子动力学模拟

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

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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：张梦玮河南工业大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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。

关键词：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

新型滑膜靶向肽—青藤碱偶联物的设计合成、抗炎活性与靶向性研究

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新型滑膜靶向肽—青藤碱偶联物的设计合成、抗炎活性与靶向性研究

作者：张天月兰州大学

学位级别：硕士

类风湿性关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)是一种以关节病变为主的慢性系统性自身免疫性疾病,全球发病率约为5/1000,给国家和社会带来了沉重的经济负担。中药青藤在我国已有2000多年的药用历史,从中分离得到的生物碱成分青藤碱(SIN)具... 详细信息

类风湿性关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)是一种以关节病变为主的慢性系统性自身免疫性疾病,全球发病率约为5/1000,给国家和社会带来了沉重的经济负担。中药青藤在我国已有2000多年的药用历史,从中分离得到的生物碱成分青藤碱(SIN)具有显著的抗炎和镇痛作用。临床已上市以青藤碱为药效成分,商品名为“正清风痛宁”的系列产品,包括片剂、注射剂。尽管青藤碱具有良好的临床治疗效果,但存在半衰期短、生物利用度差,用药剂量高以及脱靶副作用(如增加组胺释放)等缺陷。多肽药物偶联(PDC)是继抗体药物偶联(ADC)之后发展的一种靶向治疗策略,通过连接子在小分子药物的特定位点上偶联靶向多肽以增强药物的组织渗透性和靶向性。RA的滑膜组织是RA患者的主要病变部位,与正常组织相比,RA患者的滑膜组织毛细血管增生,且生长迅速。因此,滑膜组织内皮部位可作为设计RA治疗药物靶向递送的关键靶点。本研究选用了通过噬菌体展示技术得到的滑膜内皮靶向肽(CKSTHDRLC)作为归巢肽,该肽在人类/SCID类风湿关节炎模型中显示出优先定位于滑膜内皮细胞的作用。因此我们全新设计合成了以6-氨基己酸作为连接子偶联滑膜靶向肽与青藤碱的线性偶联物Conjugate(L),并对此进行设计优化,通过多肽环化技术合成环状偶联物Conjugate(C)。并研究了两种偶联物的生物稳定性,抗炎活性、初步安全性及体内生物分布等。生物稳定性实验结果表明,环状偶联物Conjugate(C)在小鼠血清和炎症关节匀浆中比线性偶联物Conjugate(L)更稳定,并且在两种偶联物中,青藤碱是随着氨基甲酸酯键的断裂而逐渐释放。我们发现,线性偶联物Conjugate(L)在生物环境中通过二硫键可以发生自环化,这在很大程度上影响了其生物稳定性。虽然在血清中两种偶联物的半衰期相近,但由于炎症关节中特殊微环境的触发,导致了线性偶联物Conjugate(L)自环化后形成的c[Conjugate(L)]发生了更快的降解,因此在炎症关节中的稳定性下降,治疗活性降低。相反环状偶联物Conjugate(C)在体内抗炎活性实验中展现出了较好的治疗效果。体外溶血安全性研究表明,在MHC>256μM时,靶向肽及其偶联物没有表现出任何明显的溶血活性。同时,由于滑膜靶向肽作用,可以将SIN选择性地递送到炎症滑膜组织,避免了SIN由于脱靶效应而造成的体内组胺水平明显升高所带来的不良反应。最后为了验证该新型偶联物的炎症关节组织靶向性,我们评价了荧光标记物Cy7-HP(L)与Cy7-HP(C)在正常小鼠以及AIA模型小鼠体内的体内分布情况。实验结果表明Cy7-HP(C)在模型小鼠炎症足爪荧光远大于非炎症足爪荧光强度。这也表明了环状的滑膜靶向肽具有更好的组织靶向性。综上所述,本课题针对临床RA治疗药物青藤碱存在的半衰期短,生物利用度差,组胺样副作用等问题,以类风湿性关节炎发生、发展中滑膜组织毛细血管的异常活化为设计靶点,以滑膜靶向肽HP(CKSTHDRLC)作为归巢肽,采用多肽-药物偶联技术设计合成靶向肽-青藤碱偶联物,并进行生物稳定性、安全性、药效学及体内生物分布评价实验,期望构建一种靶向关节炎病变滑膜组织的PDC递送策略,为青藤碱用于RA的治疗提供新的思路,同时为实现PDC候选药物的临床应用提供研究基础。

关键词：多肽-药物偶联物青藤碱类风湿性关节炎靶向递送稳定性

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磁控微尺度生物混合系统的构建与应用探究

磁控微尺度生物混合系统的构建与应用探究

作者：张婷中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

微纳米材料及衍生的微器件具有良好的尺度效应,引起了人们极大兴趣,并显示出巨大的应用前景。但实现所需性能和功能的微纳米结构器件的制备仍然是制约科技发展的障碍,必须充分考虑几个关键问题:包括结构设计、大规模生产、适当的功能化... 详细信息

微纳米材料及衍生的微器件具有良好的尺度效应,引起了人们极大兴趣,并显示出巨大的应用前景。但实现所需性能和功能的微纳米结构器件的制备仍然是制约科技发展的障碍,必须充分考虑几个关键问题:包括结构设计、大规模生产、适当的功能化、最佳的协同和活性能力。受天然材料成分丰富、独特多孔结构及优异功能的启发,本论文主要集中研究花粉所衍生的纳米材料及混合微器件,这些花粉不仅含有药用价值,还呈现出快速扩散和大容量吸附的特点。开发花粉衍生的被动和主动微纳米结构将有益于化学生物分析、环境治理和生物医学应用。通过对花粉进行简单处理可以获得花粉衍生的纳米材料。由于掺杂和自功能化,得到的花粉衍生材料具有明亮的多色荧光发射,良好的水溶性和结构稳定性等特点。此外部分花粉形状特殊,具有很大的内腔结构,非常适合封装,用于细胞钻探和物质递送。因此花粉作为多功能试剂可在临床诊疗一体化应用中表现出极大的前景。由于花粉广泛存在,物美价廉,形态稳定均匀,因此可以大规模制备具有多种功能的花粉混合微器件。首先对花粉进行脱脂和酸化处理,去除表面脂质等成分,充分暴露花粉框架结构。然后通过铁沉积处理,使花粉组装结构体在磁场驱动下表现出优异的可控运动。再通过不同的表面处理和内部封装,使这些混合组装体可直接作为运动微机器人,以基于运动的功能提升来实现高效的环境应用和靶向细胞递送。一方面,通过前期预处理使花粉混合微器件具有多尺度孔和高吸附成分,制得了磁性生物杂化吸附微机器人。在三轴亥姆霍兹线圈驱动下,群体花粉微游器可以有效地去除多种重金属离子,在20分钟内使得污染液体中铅离子浓度从2 ppm降低到至0.9 ppm。此外,这些使用过的机器人可在简易分离和后处理后再次循环用于下一次金属离子移除。另一方面对14种花粉进行筛选,选择菊花粉微游器进行下一步实验,微型菊花花粉机器人可以有效负载多个细胞到达目标位置实现细胞递送及增殖分化,并且花粉内部空腔结构可以存储阿霉素,从而实现靶向刺杀肿瘤细胞。随着技术的开发和创新,充分考虑到所面临的挑战和要求,我们期望花粉衍生的纳米材料和微器件能对环境修复和生物医疗带来巨大的影响。而这些研究也将为使用自然界丰富的生物材料去制备微纳米材料及衍生的微器件提供一种通用而可控的方法。

关键词：磁控花粉靶向递送细胞微器件

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细胞膜修饰的纳米载体与肿瘤免疫治疗

化学进展 2021年第10期33卷 1823-1840页

作者：官启潇郭和泽窦红静上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室上海200240

纳米载体由于其纳米尺度带来的独特生物功能性,可通过特定设计在生物体内靶向递送各类抗肿瘤药物,具有广泛而重要的应用前景。自肿瘤免疫疗法问世之后,各类纳米载体与肿瘤免疫治疗相结合,逐渐成为提升肿瘤免疫治疗效果的重要手段之一。... 详细信息

纳米载体由于其纳米尺度带来的独特生物功能性,可通过特定设计在生物体内靶向递送各类抗肿瘤药物,具有广泛而重要的应用前景。自肿瘤免疫疗法问世之后,各类纳米载体与肿瘤免疫治疗相结合,逐渐成为提升肿瘤免疫治疗效果的重要手段之一。其中,细胞膜修饰的纳米载体作为一类新型仿生药物载体平台,可使纳米载体获得天然细胞膜的伪装修饰,将细胞膜的特定功能与生物特性转移至纳米载体,使其具有更强的抗免疫清除、血液长循环和肿瘤靶向等特性,同时降低纳米递送系统的免疫原性和细胞毒性,在生物医学应用领域尤其是肿瘤免疫治疗中可发挥更大的作用。本文通过结合免疫治疗的机理,对近年来各种细胞膜修饰纳米载体系统的制备方法、作用机制以及在肿瘤免疫治疗中的应用研究进行综述,并在此基础上对未来的相关探索做出了展望。

关键词：纳米载体肿瘤治疗免疫疗法细胞膜靶向递送