本文選題：鎳-鈷合金磁性納米晶體 + 細(xì)胞自噬�。� 參考：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2013年博士論文

【摘要】：作為二十一世紀(jì)最有前途的材料、材料科學(xué)的“領(lǐng)軍”之一,納米材料獨(dú)特的光、電、熱、力、磁等性能使其相對(duì)于宏觀物質(zhì)以及組成材料的原子分子有著無可比擬的優(yōu)勢(shì),因而在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域擁有不可估量的應(yīng)用潛力。隨著納米科技及生物醫(yī)藥領(lǐng)域的飛速發(fā)展,納米材料應(yīng)用于腫瘤造影成像及早期診斷、腫瘤靶向藥物及基因輸運(yùn)、腫瘤直接殺傷等領(lǐng)域的突出成就使得各種功能性納米材料逐漸成為攻克人類健康頭號(hào)殺手——腫瘤的強(qiáng)有力武器。 細(xì)胞自噬是真核細(xì)胞中普遍存在的一種在進(jìn)化上高度保守且受到多分子精確協(xié)同調(diào)控的生命現(xiàn)象,是細(xì)胞利用自身溶酶體內(nèi)水解酶凈化多余或受損細(xì)胞器及長(zhǎng)壽命蛋白,同時(shí)作為一種動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng),生成細(xì)胞更新和動(dòng)態(tài)平衡所需能量和物質(zhì)的細(xì)胞生物學(xué)過程,在細(xì)胞清除廢物、自我防御、結(jié)構(gòu)重建及生長(zhǎng)發(fā)育等過程中均發(fā)揮重要作用。越來越多的研究結(jié)果顯示,誘導(dǎo)自噬可能是真核細(xì)胞對(duì)于納米材料的一種普遍響應(yīng)機(jī)制。然而,納米材料所引發(fā)的細(xì)胞自噬是一把“雙刃劍”。一方面,將納米材料應(yīng)用于腫瘤診斷造影時(shí),納米材料所引發(fā)的自噬效應(yīng)作為一種安全性隱患需要被及時(shí)規(guī)避和消除；而另一方面,當(dāng)我們將納米材料應(yīng)用于腫瘤治療時(shí),納米材料所引發(fā)的促細(xì)胞死亡性的自噬效應(yīng)作為殺傷腫瘤細(xì)胞的有效手段則需要被充分開發(fā)和利用。因此,巧妙、適當(dāng)?shù)恼{(diào)控納米材料引發(fā)的自噬效應(yīng),進(jìn)而恰如其分的發(fā)揮納米材料在腫瘤診療方面的潛力,已成為腫瘤診療領(lǐng)域引人注目的新策略和新思路。在本論文中,我們探究了幾種不同種類納米材料誘導(dǎo)細(xì)胞自噬的效應(yīng)及能力,并嘗試通過不同方法調(diào)控納米材料誘導(dǎo)的自噬水平進(jìn)而充分發(fā)揮納米材料在腫瘤診療領(lǐng)域的應(yīng)用潛力及價(jià)值。 在第一部分工作中,我們使用微波方法在水相中快速合成了一系列由30m左右小顆粒組裝而成的不同鎳、鈷配比的鎳-鈷(Ni-Co)合金磁性納米晶體。研究結(jié)果顯示,材料的磁性隨著材料中鎳、鈷元素比例的變化而呈現(xiàn)出先上升后下降的“過山車”效應(yīng)。而材料誘導(dǎo)細(xì)胞自噬的能力和材料的毒性則隨著材料中鎳元素比例的上升而線性增加。進(jìn)一步研究顯示Ni-Co合金磁性納米晶體的細(xì)胞毒性部分源于材料引發(fā)的自噬效應(yīng),因?yàn)橐种谱允煽梢燥@著抑制材料的細(xì)胞毒性。因此,我們的研究結(jié)果顯示,通過調(diào)控Ni-Co合金的元素配比,我們可以適當(dāng)調(diào)控Ni-Co合金磁性納米晶體的磁性及自噬效應(yīng)以滿足腫瘤診斷(磁性強(qiáng)且自噬水平較低的材料)及磁靶向腫瘤細(xì)胞殺傷(自噬能力強(qiáng)且具有適當(dāng)磁性的材料)的不同需求。 在第二部分工作中,我們選取三種典型的非病毒納米基因載體(DMRIE-C,Superfect, Lipofectamine2000),系統(tǒng)性的研究載體誘導(dǎo)細(xì)胞自噬的效應(yīng)、機(jī)制及與基因輸運(yùn)效率之間的關(guān)系。研究結(jié)果顯示,三種非病毒納米基因載體均可通過誘導(dǎo)自噬體形成進(jìn)而引發(fā)完整的細(xì)胞自噬效應(yīng),并且抑制自噬可顯著抑制載體的基因輸運(yùn)效率。反之,抑制內(nèi)吞抑制基因輸運(yùn)效率后也可下調(diào)自噬水平,提示基因輸運(yùn)效率與自噬呈正相關(guān)趨勢(shì)。因此,我們的研究顯示,引發(fā)自噬可能是非病毒納米基因載體的普遍效應(yīng),調(diào)控自噬可以在一定程度上調(diào)控載體的輸運(yùn)效率,進(jìn)而為擴(kuò)大非病毒納米基因載體在生物醫(yī)學(xué)尤其是腫瘤基因治療領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
[Abstract]:As one of the most promising materials in the twenty - first century , one of the " leaders " of materials science , the unique light , electricity , heat , force , magnetism and other properties of nano - materials have unparalleled advantages over macroscopic substances and atomic molecules making up materials , so that in the fields of nano - science and technology and biological medicine , the outstanding achievements of nano - materials in the fields of tumor contrast imaging and early diagnosis , tumor targeting drugs and gene transfer and tumor direct killing make various functional nano - materials gradually become a powerful weapon for attacking human health first killer _ tumor .

Cell autophagy is a ubiquitous phenomenon in eukaryotic cells , which is highly conserved and controlled by many molecules . It is a kind of universal response mechanism for cells to use autolysosomal hydrolysis enzyme to purify excess or damaged organelle and long - life protein . At the same time , as a dynamic circulatory system , it plays an important role in the process of cell removal , self - defense , structure reconstruction and growth and development .
On the other hand , when we apply the nano - material to tumor therapy , the autophagy effect induced by nano - material as an effective means of killing tumor cells needs to be fully exploited and utilized . Therefore , the self - tophagocytosis induced by nano - materials can be fully exploited and utilized as an effective means of killing tumor cells .

In the first part , we synthesized a series of magnetic nano - crystals of nickel - cobalt ( Ni - Co ) alloy by microwave method in water phase . The results showed that the magnetic properties of Ni - Co alloy were increased linearly with the increase of the proportion of nickel and cobalt in the material .

In the second part , we selected three typical non - viral nano - gene vectors ( DMRIE - C , Superfect , Lipofectamine 2000 ) , and systematically studied the relationship between the effect of autophagy , mechanism and gene transfer efficiency .

【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R318.08

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本文編號(hào)：1766640