【摘要】：近年來,基因治療成為一種新興的癌癥治療的手段。安全有效的基因遞送載體是實現(xiàn)高效基因治療的關鍵。陽離子聚合物是一類應用廣泛的非病毒性載體。但是,實現(xiàn)陽離子聚合物轉染效率和材料毒性的協(xié)調(diào)仍然是一個很大的挑戰(zhàn)。高分子量陽離子聚合物可以有效包載基因,進入細胞、提高轉染效率,但是,被包載的基因難以釋放到細胞質(zhì)中,導致轉染效率受限,材料毒性大。低分子量陽離子聚合物細胞毒性低,但是基因包載能力差,轉染效率低。因此,發(fā)展刺激響應性載體,可控地降解材料并釋放出治療基因,是解決轉染效率和材料毒性矛盾的有效手段。除此以外,內(nèi)涵體/溶酶體捕獲是基因遞送過程中的另一個重要屏障。無法及時逃逸出溶酶體的基因會被降解,從而導致轉染效率降低。光是一種可調(diào)性強的外源刺激。光照射位置、強度、持續(xù)時間和波長均可通過光源實時精確控制。比起紫外光和藍紫光,近紅外或者紅光具有組織穿透性強和安全性高等優(yōu)點。將紫外線響應載體與上轉換偶聯(lián)納米粒子(UCNPs)聯(lián)合是目前實現(xiàn)近紅外光基因調(diào)控的一種主要策略。然而,由于UCNPs的量子產(chǎn)率相對較低,這種方法通常需要高功率光(0.5~5 W cm~(-2)),體內(nèi)應用時可能會對組織造成熱損傷。因此,開發(fā)對低功率、長波長可見光或近紅外光敏感的光調(diào)節(jié)基因載體是非常必要的。光敏劑可以吸收紅光并將其轉化為活性氧(ROS),用作觸發(fā)劑。在短時間光照下,光敏劑可產(chǎn)生少量的ROS,用來破壞溶酶體膜,實現(xiàn)溶酶體逃逸。長時間光照下,光敏劑可產(chǎn)生大量ROS,直接殺死癌細胞,發(fā)揮光動力治療(PDT)的作用。光動力治療具有可控、無創(chuàng)、非侵襲性等優(yōu)點,但是同時,光動力療法也會觸發(fā)癌細胞的應激保護機制,包括熱休克蛋白的增多,各種促生存因子和血管生成信號分子表達增多,導致癌細胞對光動力治療的耐受性增強,極大阻礙了PDT的療效�；谝陨侠斫�,本論文第一章對基因治療、基因遞送屏障、陽離子聚合物載體、刺激響應性載體和光動力治療進行了簡要概述。本文第二章設計了一種三元復合物(HAP/TK-PEI/p53),其內(nèi)層由ROS可降解的交聯(lián)PEI包載p53質(zhì)粒DNA組成,外層通過靜電吸附作用包裹接有光敏劑的透明質(zhì)酸(HAP)。短時間(8 min)紅光照射(661 nm,5 m W cm~(-2))產(chǎn)生非致死劑量的ROS,破壞溶酶體膜并降解TK-PEI,促進p53質(zhì)粒DNA的溶酶體/內(nèi)涵體逃逸和胞內(nèi)釋放,增強抗癌基因p53的表達,殺傷腫瘤細胞。由于光動力破膜效應(PCI)的作用,光照后復合物的溶酶體逃逸比例從~15%提高到~70%;由于ROS介導的復合物解離,光照后DNA釋放率從~38%提高到~77%。長時間光照(30 min)產(chǎn)生致死劑量的ROS,殺死癌細胞,從而實現(xiàn)光動力和基因治療的協(xié)同抑瘤作用。在體內(nèi)黑色素腫瘤模型中,相比于單一的基因治療或光動力治療,加以雙級光照的治療組(光增強的基因治療和光動力治療)抑瘤效果顯著增強。本文第三章制備了一種三元復合物,其內(nèi)層是由ROS可降解的支化聚酰胺胺包載PKM2 siRNA組成,外層通過靜電吸附包裹接有光敏劑的透明質(zhì)酸(HAP)。PKM2 siRNA可以特異性抑制糖酵解中決速步的丙酮酸激酶的表達,進而引發(fā)一系列瀑布效應:抑制糖酵解、降低ATP水平、減少熱休克蛋白的合成,從而殺傷腫瘤細胞并增強光動力療效。短時間(4 min)紅光照射(661 nm,5 m W cm~(-2))誘導光敏劑產(chǎn)生少量的ROS,破壞溶酶體膜并降解TK-PAA,促進PKM2 siRNA的溶酶體/內(nèi)涵體逃逸和胞內(nèi)釋放、增強PKM2的基因沉默效果、抑制腫瘤細胞能量代謝(饑餓療法)、殺傷腫瘤細胞并改善腫瘤細胞對光動力治療的耐受性。HAP/TK-PAA/si PKM2三元復合物處理MDA-MB-231細胞(人乳腺癌細胞)48 h后,ATP水平顯著降低至~65%,熱休克蛋白及相關促生存信號分子表達水平明顯降低;相比未光照組(單一基因治療)以及包載無序siRNA組(單一光動力治療),光照后的TK-PAA/HAP/si PKM2三元復合物具有更強的腫瘤細胞殺傷性以及抗腫瘤效果。
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1;R730.5

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本文編號：2610090