硼中子俘獲治療（BNCT）作為一種新的二元化腫瘤靶向放射治療模式,相比于傳統(tǒng)的放療和化療具有顯著優(yōu)勢,BNCT對常規(guī)療法無效的原發(fā)性或復(fù)發(fā)性惡性腫瘤呈現(xiàn)出了較好的治療潛力。新型用于BNCT治療的硼遞送劑的開發(fā),一直以來是BNCT研究的迫切需求。因此,本論文系統(tǒng)研究了四種新型硼遞送劑的制備,以及其體外細(xì)胞毒性與腫瘤細(xì)胞選擇性,評估了其體內(nèi)分布與系統(tǒng)毒性,同時(shí),對新型硼遞送劑在體外通過BNCT治療腫瘤的療效和機(jī)制進(jìn)行了初步探索。主要研究內(nèi)容和成果有:1.合成了一系列新型具脂溶性和水溶性能力的兩親性碳硼烷化合物。通過體外腫瘤細(xì)胞選擇性和細(xì)胞毒性篩選,3,5-雙-氧-亞甲基碳硼烷基苯甲酸（化合物1）表現(xiàn)出具有向HepG2細(xì)胞高選擇性遞送¹⁰B原子的能力,并且細(xì)胞毒性較小,為理想的用于BNCT治療的新型硼遞送劑。同時(shí),化合物1作用后的HepG2細(xì)胞在BNCT期間可導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞內(nèi)ROS水平過表達(dá),進(jìn)而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生明顯凋亡。在BNCT期間,化合物1作用后的腫瘤細(xì)胞中DNA雙鏈斷裂數(shù)量顯著增加,并且腫瘤細(xì)胞內(nèi)的DNA損傷不能被有效修復(fù)。此外,化合物1作用后的腫瘤細(xì)胞經(jīng)BNCT... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

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BNCT腫瘤治療及核反應(yīng)過程示意圖

蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文硼中子俘獲治療中新型硼遞送劑的制備及應(yīng)用研究8圖1.4單克隆抗體(西妥昔單抗或L8A4)與硼化聚酰胺樹狀聚合物偶聯(lián)[84]。5)陽離子聚合物硼化的陽離子聚合物溶液通過局部給藥直接灌注到結(jié)腸腔被用于靶向大鼠結(jié)腸癌模型的治療[87]。該含硼聚合物由三個(gè)亞基單體構(gòu)成：丙烯酰胺為聚合物主鏈同時(shí)可提高聚合物的水溶性；N-丙烯�；�-二氨基乙烷作為陽離子部分可使聚合物積聚在帶負(fù)電的癌細(xì)胞表面；氨基苯硼酸為硼源部分。該共聚物的T/N比為6.57，在腫瘤組織的硼水平為88.5±15.1ppm。使用游離氨基苯硼酸其腫瘤選擇性較差T/N比為1.23。與游離氨基苯硼酸相比，該共聚物給藥后血液，淋巴結(jié)，腎臟，肝臟和脾臟中檢測到的硼水平明顯低于游離氨基苯硼酸，這是由于正常組織中該聚合物的非特異性攝取較低。此種硼遞送劑可以滿足BNCT治療中對腫瘤選擇性和細(xì)胞內(nèi)硼含量的基本要求。聚合物具有多方面優(yōu)勢使其成為適用于BNCT的硼遞送系統(tǒng)。首先，當(dāng)直接施用于腸道時(shí)，共聚物可以向腫瘤部位富集，同時(shí)具有較低的非特異性全身分布。其次，可以通過調(diào)節(jié)組成共聚物的單體比例來微調(diào)共聚物的藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。另外，共聚物可與各種靶向部分連接以改善其T/N比及選擇性。然而，聚合物的主要缺點(diǎn)是:全身給藥時(shí)穿過BBB的能力較低，難以實(shí)現(xiàn)腦腫瘤的治療。6)細(xì)胞膜穿透肽BSH的硼含量很高因此BSH這類藥物很適用于BNCT，但BSH本身并不容易穿過細(xì)胞膜。將細(xì)胞膜穿透肽(CPP)連接到含有BSH分子的聚合物上(圖1.5)，可以克服BSH在細(xì)胞內(nèi)的蓄積不良。使用U87膠質(zhì)瘤細(xì)胞的體外研究表明，僅用BSH進(jìn)行處理，細(xì)胞內(nèi)硼水平為15.9ng10B/106細(xì)胞。相反，用BSH-樹狀大

蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文硼中子俘獲治療中新型硼遞送劑的制備及應(yīng)用研究9分子-CPP處理的細(xì)胞內(nèi)硼水平達(dá)到5623.7ng10B/106細(xì)胞，BSH在細(xì)胞內(nèi)的積累急劇增加。這種細(xì)胞攝取的改善歸因于CPP中帶正電荷的精氨酸部分可以促進(jìn)陰離子BSH的細(xì)胞內(nèi)積累。另外，體內(nèi)研究證明BSH-樹狀大分子-CPP經(jīng)尾靜脈注射后BSH僅在腫瘤中心和邊緣優(yōu)先聚集，在正常大腦區(qū)域未檢測到BSH-樹狀聚合物-CPP[88]。CPP的優(yōu)勢在于它提高了細(xì)胞內(nèi)的硼攝齲但是，CPP也可能會引起其他器官的非特異性吸收，這在BNCT治療中是不利的。圖1.5含BSH的樹狀大分子與細(xì)胞膜穿透肽的結(jié)合[88]。7)脂質(zhì)體脂質(zhì)體為封閉的磷脂雙層，可以封裝目標(biāo)藥物作為潛在的硼遞送劑用于BNCT研究(圖1.6)。脂質(zhì)體即使沒有細(xì)胞靶向性，也可以改善藥物遞送并降低藥物的細(xì)胞毒性[89]。類似于納米粒子，脂質(zhì)體表面也可以被靶向基團(tuán)修飾。脂質(zhì)體在腫瘤組織內(nèi)累積被認(rèn)為是由于局部血管的滲透性和保留效應(yīng)增強(qiáng)（EPR）引起的[90,91]。大多數(shù)實(shí)體瘤的血管結(jié)構(gòu)具有缺陷，并伴有大量血管通透性因子的產(chǎn)生[92]。此特性有助于EPR作用并能夠促進(jìn)大分子向腫瘤組織中輸送。具體而言，大于40kDa的大分子可以選擇性地從腫瘤血管中滲出，從而保留在腫瘤組織中[91]。脂質(zhì)體在腫瘤內(nèi)的蓄積顯著依賴于EPR效應(yīng)。磷脂酰膽堿和二肉豆蔻酰磷脂酰膽堿脂質(zhì)體已被用于遞送雙-N-碳硼烷去喹啉鹽(B18C34N4H64)[93]。這些脂質(zhì)體在體內(nèi)表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性(δ電位為-10mV)。在U87膠質(zhì)瘤細(xì)胞中，脂質(zhì)體封裝的雙-N-碳硼烷去喹啉鹽能夠顯著降低其細(xì)胞毒性。


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