響應(yīng)性聚合物納米載體應(yīng)用于癌癥治療已成為近年來醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)。相比傳統(tǒng)的藥物治療,響應(yīng)性聚合物納米載體可以解決抗癌藥物水溶性差、穩(wěn)定性低、靶向性差、給藥劑量有限和易產(chǎn)生毒副作用等問題,同時(shí)能克服腫瘤細(xì)胞的耐藥性缺陷,提高腫瘤的治療效果。聚合物納米載體通過物理包埋或化學(xué)鍵合的方式裝載藥物,解決了藥物溶解性和生物穩(wěn)定性問題;基于腫瘤血管的高通透性特征和腫瘤組織的滯留效應(yīng)(EPR 效應(yīng),Enhanced Permeability and Retention Effect),聚合物納米載體經(jīng)血液循環(huán)可以在腫瘤組織富集,提高了治療藥物的靶向性和降低了毒副作用;鑒于正常組織和腫瘤組織的特異性差異,響應(yīng)性聚合物納米載體的引入可以實(shí)現(xiàn)藥物在作用位點(diǎn)處的釋放,提高了給藥劑量;通過合理的設(shè)計(jì),功能性聚合物納米載體或多種藥物(或基因)組合于同一聚合物納米載體,有望解決腫瘤出現(xiàn)的耐藥性問題,提高治療指數(shù),達(dá)到治愈癌癥的目的。本論文分為兩大部分,第一部分針對(duì)化學(xué)治療常涉及到的腫瘤耐藥性問題,設(shè)計(jì)和優(yōu)化響應(yīng)性聚合物納米載體用于克服腫瘤細(xì)胞的耐藥性,進(jìn)一步提高鉑類化學(xué)治療藥物對(duì)耐藥性腫瘤的治療效果;第二部分針對(duì)光動(dòng)力學(xué)治療常受腫瘤缺氧環(huán)境的限制,設(shè)計(jì)響應(yīng)性聚合物納米載體可以實(shí)現(xiàn)無氧氣參與的腫瘤光動(dòng)力學(xué)治療,避開腫瘤缺氧環(huán)境的缺陷,提高腫瘤的光動(dòng)力學(xué)治療效果。具體內(nèi)容如下:一、具有谷胱甘肽(GSH)消除能力的響應(yīng)性聚合物膠束用于逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞對(duì)鉑類化療藥物的耐藥性。設(shè)計(jì)了具有兩親性的嵌段聚合物PEG-b-PBEMA,其親水性部分為聚乙二醇(PEG),疏水性部分為苯硼酸酯基團(tuán)官能化的聚甲基丙烯酸酯(PBEMA),通過納米沉淀法組裝成裝載順鉑前藥的響應(yīng)性聚合物膠束(PtBE-Micelle)。在腫瘤細(xì)胞內(nèi)源性過氧化氫的刺激下,聚合物膠束疏水性的PBEMA部分?jǐn)噫I,產(chǎn)生能和胞內(nèi)還原型谷胱甘肽(GSH)發(fā)生親核加成反應(yīng)的醌甲基化合物(QM),降低細(xì)胞內(nèi)GSH的濃度,削弱GSH對(duì)鉑類藥物的解毒作用;同時(shí),由于聚合物膠束疏水性部分逐漸向親水性轉(zhuǎn)變,伴隨聚合物膠束逐漸膨脹,實(shí)現(xiàn)順鉑前藥的可控釋放和進(jìn)一步被還原成順鉑活性藥物。聚合物膠束PtBE-Micelle通過提高耐藥性腫瘤細(xì)胞對(duì)鉑類藥物的攝取量和降低胞內(nèi)GSH對(duì)順鉑的解毒作用,有效地逆轉(zhuǎn)了腫瘤細(xì)胞對(duì)順鉑的耐藥性,提高了基于鉑類藥物的腫瘤化學(xué)治療效果,并極大地降低了由順鉑藥物引起的機(jī)體毒副作用。二、腫瘤微酸性環(huán)境響應(yīng)性聚合物納米反應(yīng)器用于逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞對(duì)鉑類化療藥物的耐藥性,提高基于鉑類藥物的腫瘤化學(xué)治療效果。設(shè)計(jì)了具有兩親性的嵌段聚合物PEG-b-P(BzMA-co-PEMA),親水性部分為聚乙二醇(PEG),疏水性部分為甲基丙烯酸芐基酯和甲基丙烯酸哌啶基乙酯的共聚物(P(BzMA-co-PEMA))。通過慢加水法組裝成囊泡結(jié)構(gòu)的納米粒子,同時(shí)裝載順鉑藥物和葡萄糖氧化酶(GOD)構(gòu)建聚合物納米反應(yīng)器(Cis/GOD@Bz-V)。當(dāng)pH值從生理環(huán)境7.4下調(diào)到腫瘤微酸性環(huán)境6.8時(shí),聚合物納米反應(yīng)器疏水性的PPEMA部分發(fā)生質(zhì)子化作用,導(dǎo)致PPEMA從疏水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性,增加了聚合物納米反應(yīng)器雙層膜的通透性,促使腫瘤微環(huán)境中的葡萄糖和氧氣進(jìn)入囊泡腔內(nèi),繼而激發(fā)酶催化反應(yīng)產(chǎn)生H2O2,激活細(xì)胞促凋亡過程。聚合物納米反應(yīng)器Cis/GOD@Bz-V通過同時(shí)提高耐藥性腫瘤細(xì)胞對(duì)順鉑藥物的攝取量和激活促凋亡過程來逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞對(duì)順鉑的耐藥性,提高基于鉑類抗癌藥物的腫瘤化學(xué)治療效果。三、同時(shí)負(fù)載光熱試劑(cypate)和順鉑前藥的核交聯(lián)聚合物膠束通過光熱效應(yīng)逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞對(duì)順鉑藥物的耐藥性。設(shè)計(jì)了嵌段聚合物P(MEO2MA-co-MASI)-b-PHPMA,聚((2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯-co-(N-甲基丙烯酰氧基琥珀酰亞胺))-b-聚(N-(2-羥丙基)甲基丙烯酰胺),通過點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)鍵合上光熱試劑(cypate)和順鉑前藥,以納米沉淀法組裝成聚合物膠束粒子,再加入胱胺交聯(lián)劑制備核交聯(lián)聚合物膠束(CCL)。制備的核交聯(lián)聚合物膠束在生理環(huán)境下具有較高的穩(wěn)定性;在腫瘤細(xì)胞還原性微環(huán)境刺激下,核交聯(lián)聚合物膠束的交聯(lián)結(jié)構(gòu)被破壞,四價(jià)鉑前藥被還原成具有生物毒性的順鉑藥物而被釋放出來。同時(shí),當(dāng)給予近紅外光照射,cypate可以將光能轉(zhuǎn)化為熱能,通過光熱效應(yīng)逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞對(duì)順鉑藥物的耐藥性,同時(shí)實(shí)現(xiàn)腫瘤的光熱治療(PTT)。核交聯(lián)聚合物膠束實(shí)現(xiàn)了對(duì)耐藥性腫瘤的協(xié)同化療-光熱治療,逆轉(zhuǎn)了腫瘤細(xì)胞對(duì)順鉑藥物的耐藥性,有效地殺死耐藥性腫瘤細(xì)胞。四、設(shè)計(jì)了腫瘤微酸性環(huán)境響應(yīng)性嵌段聚合物膠束用于實(shí)現(xiàn)無氧氣參與的聯(lián)合光熱/光動(dòng)力學(xué)腫瘤治療。合成了嵌段共聚物PEG-b-PCL-b-PPEMA,聚(乙二醇)-b-聚(ε-己內(nèi)酯)-b-聚甲基丙烯酸哌啶乙酯,通過納米沉淀法共組裝成同時(shí)負(fù)載光熱試劑(cypate)和單線態(tài)氧供體試劑(二苯基過氧化物,DPAE)的響應(yīng)性聚合物膠束粒子(C/O@N-Micelle)。在血液循環(huán)過程中,響應(yīng)性聚合物膠束表面顯示微弱負(fù)電性,聚合物膠束粒子能高效地在腫瘤組織部位富集;在腫瘤酸性環(huán)境(pH 6.8)刺激下,聚合物膠束粒子疏水性的PPEMA部分發(fā)生質(zhì)子化作用,繼而聚合物膠束表面顯示正電性,促進(jìn)其被癌細(xì)胞攝取。當(dāng)給予近紅外光照,cypate可以將光能轉(zhuǎn)化為熱能,促使腫瘤細(xì)胞的溫度升高,實(shí)現(xiàn)光熱治療(PTT);同時(shí)腫瘤局部的過高溫度誘導(dǎo)DPAE分解產(chǎn)生單線態(tài)氧,實(shí)現(xiàn)無氧氣參與的光動(dòng)力學(xué)治療(PDT)。這種聯(lián)合的PDT和PTT治療無氧氣依賴性,克服了傳統(tǒng)光動(dòng)力學(xué)治療受腫瘤缺氧環(huán)境的限制,實(shí)現(xiàn)了更加高效地腫瘤消融和可忽視的毒副作用。將響應(yīng)性聚合物納米粒子與抗癌藥物和光敏劑結(jié)合用于腫瘤的化學(xué)治療和光學(xué)治療,可以解決抗癌藥物和光敏劑單獨(dú)使用的缺陷,克服腫瘤所出現(xiàn)的耐藥性問題,最終提高腫瘤的治愈指數(shù),在臨床腫瘤治療上具有應(yīng)用前景。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB383.1;TQ460.1
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 納米技術(shù)在癌癥治療中的應(yīng)用
        1.1.1 納米藥物輸送體系
        1.1.2 納米藥物輸送體系分類
    1.2 納米載體藥物的可控釋放
        1.2.1 pH響應(yīng)性
        1.2.2 還原環(huán)境響應(yīng)性
        1.2.3 氧化應(yīng)力響應(yīng)性
        1.2.4 酶響應(yīng)性
        1.2.5 溫度響應(yīng)性
    1.3 腫瘤耐藥性機(jī)理
        1.3.1 降低藥物在細(xì)胞內(nèi)的富集量
        1.3.2 降低藥物的活性
        1.3.3 DNA自修復(fù)機(jī)制
        1.3.4 抑制凋亡過程
    1.4 納米藥物載體用于克服腫瘤耐藥性
        1.4.1 提高細(xì)胞內(nèi)藥物聚集
        1.4.2 多種藥物聯(lián)合治療
        1.4.3 靶向腫瘤干細(xì)胞和阻止癌細(xì)胞與周圍環(huán)境的聯(lián)系
    1.5 本論文的工作
    參考文獻(xiàn)
第二章 響應(yīng)性聚合物膠束用于逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞對(duì)順鉑耐藥性的研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 原料及試劑
        2.2.2 樣品合成
        2.2.3 儀器表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 嵌段共聚物合成和納米粒子的制備
        2.3.2 藥物釋放
        2.3.3 對(duì)耐藥性細(xì)胞毒性研究
        2.3.4 逆轉(zhuǎn)癌細(xì)胞耐藥性的機(jī)理研究
        2.3.5 體內(nèi)還原型谷胱甘肽的消除和抗腫瘤生長(zhǎng)的研究
    2.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 pH響應(yīng)性納米反應(yīng)器逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞對(duì)順鉑耐藥性的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 原料及試劑
        3.2.2 樣品合成
        3.2.3 儀器與表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 聚合物合成和粒子制備
        3.3.2 pH引起膜滲透性的變化
        3.3.3 細(xì)胞毒性評(píng)價(jià)
        3.3.4 提高順鉑對(duì)耐藥性肺癌細(xì)胞毒性的機(jī)理研究
        3.3.5 抑制腫瘤生長(zhǎng)
    3.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 還原環(huán)境響應(yīng)性核交聯(lián)聚合物膠束實(shí)現(xiàn)腫瘤協(xié)同光熱-化學(xué)治療的研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 原料及試劑
        4.2.2 樣品制備
        4.2.3 儀器表征
    4.3 結(jié)果與討論
2MA-co-MASI）-b-PHPMA'>        4.3.1 合成嵌段共聚物P（Pt-Cy-MEO₂MA-co-MASI）-b-PHPMA
2MA）-b-PHPMA核交聯(lián)聚合物膠束'>        4.3.2 制備P（Pt-Cy-MEO₂MA）-b-PHPMA核交聯(lián)聚合物膠束
        4.3.3 體外藥物釋放和光熱效應(yīng)
        4.3.4 光熱與化療協(xié)同治療
    4.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 pH響應(yīng)性聚合物納米載體實(shí)現(xiàn)腫瘤無氧參與聯(lián)合光熱/光動(dòng)力學(xué)治療的研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 原料及試劑
        5.2.2 樣品合成
        5.2.3 儀器及表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 聚合物合成、納米粒子制備和表征
        5.3.2 光熱作用和單線態(tài)氧的產(chǎn)生
        5.3.3 細(xì)胞毒性評(píng)價(jià)
        5.3.4 細(xì)胞球的滲透和增長(zhǎng)抑制
    5.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
全文總結(jié)
展望與進(jìn)一步工作
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


本文編號(hào)：2855272