基于過氧化氫的功能納米材料的設計合成與抗腫瘤研究
發(fā)布時間:2021-06-22 07:23
納米科技的發(fā)展為治療惡性腫瘤提供了新的機遇。納米材料以其巨大的比表面積、豐富的物理化學性質(zhì)、易于表面修飾與改性等特點,在抗癌藥物的負載運輸以及納米前藥的設計合成等方面具有天然的優(yōu)勢。許多納米材料不僅具有較好的生物相容性,還能顯著降低化療過程中的藥物毒副作用。H2O2作為一種強效的誘導細胞死亡的化學藥物,其在腫瘤治療領域具有極大的發(fā)展前景;然而,H2O2相對較差的化學穩(wěn)定性制約了它的臨床應用。通過納米技術將H2O2納米化,轉變成更加穩(wěn)定的納米顆粒,同時保留其活性組分,并實現(xiàn)H202在特定部位的可控釋放,這種策略將為H2O2分子在腫瘤治療領域的發(fā)展和臨床轉化迎來新的活力。本論文以H2O2為研究對象,設計合成了多種基于H2O2的新型功能納米材料,系統(tǒng)研究了它們的抗腫瘤性能,并以提高腫瘤治療效率為目標,對基于H2O2的納米材料進行結構優(yōu)化和功能改進。主要研究內(nèi)容如下:(1)基于腫瘤微環(huán)境響應的過氧化氫發(fā)生器用于腫瘤治療。通過前期實驗探索研究,成功篩選出一類能夠穩(wěn)定負載H2O2的納米載體材料:層狀雙金屬氫氧化物(LDH)。這類納米載體材料通過強烈的化學配位作用而非物理靜電吸附作用,實現(xiàn)了 H20...
【文章來源】:中國科學院大學(中國科學院上海硅酸鹽研究所)上海市
【文章頁數(shù)】:147 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1腫瘤微環(huán)境中的主要成分及其特點
望發(fā)現(xiàn)在體外檢測和藥物開發(fā)中可靠的代謝靶點[45]。??在腫瘤細胞代謝過程中,細胞內(nèi)氧化還原狀態(tài)的變化對細胞信號傳導和細胞??死亡調(diào)控起到關鍵的作用(圖1.2b);钚匝酰ǎ颍澹幔悖簦椋觯?oxygen?species,ROS)??作為一類自由基,包括單線態(tài)氧,超氧陰離子,過氧化氫(H202)和羥基自由基??(?0H)等,它們是在所有細胞正常代謝過程中引起氧化還原狀態(tài)變化的一類副??產(chǎn)物[49]。根據(jù)它們性質(zhì)和濃度的不同,會對下游的代謝信號通路產(chǎn)生相應的影響。??對腫瘤細胞增殖而言,ROS產(chǎn)生的影響自相矛盾。一方面,ROS通過激活轉錄??因子或抑制腫瘤抑癌基因,使正常細胞轉化為癌細胞[50]。另一方面,ROS水平??升高又會通過刺激促凋亡信號來抑制癌癥發(fā)展,導致腫瘤細胞死亡[51]。事實上,??由于腫瘤細胞快速增殖的特性,其細胞內(nèi)能量代謝和蛋白翻譯組裝速度異常加??快
確評估H202的含量仍然具有極大的挑戰(zhàn)性[63_66]。??H202在細胞內(nèi)主要來源于氧分子的單電子還原,形成超氧陰離子;再經(jīng)超??氧化物歧化酶催化生成H2〇2?(圖1.3)。這一過程也伴隨有不需酶參與的自發(fā)歧??化反應[67]。在幾種超氧化物歧化酶中,NADPH?(煙酰胺腺嘌呤磷酸二核苷酸的??還原形式)氧化酶作用最為顯著,它主要在活化的單核細胞或巨噬細胞中產(chǎn)生,??由生長因子和細胞因子調(diào)控發(fā)揮作用,以催化產(chǎn)生H202并引發(fā)氧化爆發(fā)用于抗??菌防御。此外,其它細胞也能受激產(chǎn)生NADPH氧化酶,進而生成H2〇2用于信??號傳導。H202的另一源頭來自于線粒體呼吸鏈中的超氧化物自由基,它由細胞??色素bcl復合物(復合物III)或者復合物I介導產(chǎn)生[%。此外,H2〇2還能通過??其它酶源直接催化產(chǎn)生,這些氧化酶在特定的細胞類型或特定亞細胞器中起作??用
本文編號:3242410
【文章來源】:中國科學院大學(中國科學院上海硅酸鹽研究所)上海市
【文章頁數(shù)】:147 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1腫瘤微環(huán)境中的主要成分及其特點
望發(fā)現(xiàn)在體外檢測和藥物開發(fā)中可靠的代謝靶點[45]。??在腫瘤細胞代謝過程中,細胞內(nèi)氧化還原狀態(tài)的變化對細胞信號傳導和細胞??死亡調(diào)控起到關鍵的作用(圖1.2b);钚匝酰ǎ颍澹幔悖簦椋觯?oxygen?species,ROS)??作為一類自由基,包括單線態(tài)氧,超氧陰離子,過氧化氫(H202)和羥基自由基??(?0H)等,它們是在所有細胞正常代謝過程中引起氧化還原狀態(tài)變化的一類副??產(chǎn)物[49]。根據(jù)它們性質(zhì)和濃度的不同,會對下游的代謝信號通路產(chǎn)生相應的影響。??對腫瘤細胞增殖而言,ROS產(chǎn)生的影響自相矛盾。一方面,ROS通過激活轉錄??因子或抑制腫瘤抑癌基因,使正常細胞轉化為癌細胞[50]。另一方面,ROS水平??升高又會通過刺激促凋亡信號來抑制癌癥發(fā)展,導致腫瘤細胞死亡[51]。事實上,??由于腫瘤細胞快速增殖的特性,其細胞內(nèi)能量代謝和蛋白翻譯組裝速度異常加??快
確評估H202的含量仍然具有極大的挑戰(zhàn)性[63_66]。??H202在細胞內(nèi)主要來源于氧分子的單電子還原,形成超氧陰離子;再經(jīng)超??氧化物歧化酶催化生成H2〇2?(圖1.3)。這一過程也伴隨有不需酶參與的自發(fā)歧??化反應[67]。在幾種超氧化物歧化酶中,NADPH?(煙酰胺腺嘌呤磷酸二核苷酸的??還原形式)氧化酶作用最為顯著,它主要在活化的單核細胞或巨噬細胞中產(chǎn)生,??由生長因子和細胞因子調(diào)控發(fā)揮作用,以催化產(chǎn)生H202并引發(fā)氧化爆發(fā)用于抗??菌防御。此外,其它細胞也能受激產(chǎn)生NADPH氧化酶,進而生成H2〇2用于信??號傳導。H202的另一源頭來自于線粒體呼吸鏈中的超氧化物自由基,它由細胞??色素bcl復合物(復合物III)或者復合物I介導產(chǎn)生[%。此外,H2〇2還能通過??其它酶源直接催化產(chǎn)生,這些氧化酶在特定的細胞類型或特定亞細胞器中起作??用
本文編號:3242410
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