【摘要】：靶向治療是腫瘤治療中最具前景的研究方向之一。納米藥物載體因能改善某些藥代動力學(xué)性質(zhì),使藥物更好地發(fā)揮療效,在腫瘤靶向治療方面有著廣闊的應(yīng)用前景。納米藥物載體不僅可通過高通透和滯留(enhanced permeability and retention,EPR)效應(yīng)實現(xiàn)被動靶向,還可通過在納米粒表面連接特定抗體或配體實現(xiàn)主動靶向。納米藥物載體的一些理化性質(zhì),對于納米藥物在體內(nèi)的分布、滲透、細胞內(nèi)化等具有重要的影響作用。表面PEG化是目前納米藥物載體最為常見的修飾方法,可以有效改善藥代動力學(xué)、降低非特異性作用、延長體內(nèi)循環(huán)時間。然而,表面PEG化會降低腫瘤細胞對納米藥物的攝取作用。由于細胞膜帶負電荷,正電性的納米藥物相對比較容易被腫瘤細胞攝取,但也容易被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)識別、吞噬,顯著降低藥物的生物利用度;而負電性或中性的納米藥物,雖有望實現(xiàn)在體內(nèi)的長循環(huán),但在靜電斥力的作用下不易被細胞攝取。細胞穿膜肽(CPP)是一類能夠攜帶多種物質(zhì)(從納米粒到小分子化合物、大片段DNA)進入細胞的短肽,具有細胞膜親和性高、穿膜速度快、可迅速被降解等特點;然而,其缺乏選擇特異性,對正常細胞也具有很強的穿膜作用,易導(dǎo)致嚴重的毒副作用。因此,如何解決這些矛盾問題對于提高納米藥物的抗腫瘤活性具有重要意義。近年來,“刺激-響應(yīng)”性納米藥物載體獲得了越來越多研究者的關(guān)注。隨著對腫瘤微環(huán)境研究的深入,人們發(fā)現(xiàn)腫瘤組織由于細胞生長失控、基因表達異常等特點,表現(xiàn)出與正常生理組織顯著不同的生理特征,如低pH值、高表達某些酶、高度還原細胞內(nèi)環(huán)境、乏氧、高水平活性氧(ROS)、高濃度三磷酸腺苷(ATP)等。因此,針對腫瘤組織這些獨特的生理結(jié)構(gòu)和代謝特征,設(shè)計腫瘤微環(huán)境響應(yīng)性納米藥物載體,有望解決以上傳統(tǒng)納米藥物存在的矛盾問題,同時達到或增強特定的功能,例如:聚乙二醇(PEG)屏蔽/去屏蔽、表面電荷翻轉(zhuǎn)、細胞穿透肽保護/脫保護、藥物的控制釋放等。本論文基于腫瘤微環(huán)境低pH及腫瘤細胞外高表達基質(zhì)金屬酶MMP2,制備了多種“刺激-響應(yīng)”性納米藥物,以期延長體內(nèi)循環(huán)、增強滲透、提高細胞攝取、控制藥物細胞內(nèi)特異性釋放及逆轉(zhuǎn)腫瘤細胞多藥耐藥性,從而提高藥物抗腫瘤活性。具體包括以下三部分工作:第一部分pH敏感電荷翻轉(zhuǎn)型納米接枝物DOX/HDPEPM制備及高效入胞研究β-聚蘋果酸(poly(β-L-malic acid),PMLA)是一種以蘋果酸為唯一單體的脂肪族聚酯,其具有良好的水溶性、可降解性和生物相容性。在生理條件下,PMLA可降解為蘋果酸并進入三羧酸循環(huán),最終生成水和二氧化碳,因此其在體內(nèi)不會引起免疫原性,亦不會帶來蓄積毒性。另外,PMLA結(jié)構(gòu)規(guī)整,具有許多活性基團(每一個結(jié)構(gòu)單元含一個羧基),可同時鍵合多種功能分子,包括:藥物、靶向配體、熒光染料等,從而實現(xiàn)多重功能作用。因此,PMLA被認為是一種潛在且具良好應(yīng)用前景的聚合物藥物載體。這一部分工作中,我們將多種功能基團同時接枝于PMLA骨架上,制備了一種抗體介導(dǎo)和具有pH敏感電荷翻轉(zhuǎn)特性的多重功能納米接枝物,以實現(xiàn)腫瘤細胞對藥物高效攝取。當(dāng)pH由7.4降低為6.8時,該納米接枝物具有顯著電荷翻轉(zhuǎn)特性,Zeta電位由-11.62 mV變?yōu)?.04 mV。抗體介導(dǎo)和載體響應(yīng)腫瘤微環(huán)境電荷翻轉(zhuǎn)形成的表面正電荷可以協(xié)同促進納米接枝物的入胞,且載體表面正電荷促進入胞的作用優(yōu)于抗體介導(dǎo),兩種方式同時修飾可以使納米接枝物具有更好的抗腫瘤活性。第二部分雙重pH敏感納米復(fù)合物PMLA-PEI-DOX-TAT@PEG-DMMA制備及高效入胞和藥物控釋研究PMLA表現(xiàn)出良好藥物載體的諸多優(yōu)勢,然而,其懸掛羧基所產(chǎn)生的強電負性則會在一定程度上抑制它的入胞效率。在第一部分工作中,DOX是直接通過酰胺鍵連接到PMLA上,盡管其藥物的釋放具有pH依賴性,但釋放出來的藥物不一定是游離藥物,有可能是因為PMLA的水解,從而導(dǎo)致藥物的釋放,因此,釋放出來的藥物有可能是連著PMLA分子片段的DOX前藥,從而影響藥效的發(fā)揮。第一部分研究結(jié)果表明,載體表面正電荷促進入胞的作用優(yōu)于抗體介導(dǎo)。另外,主動靶向受限于腫瘤異質(zhì)性和特殊的微環(huán)境,不具備廣泛適用性。因此,我們考慮對第一部分研究中的納米接枝物進行優(yōu)化,制備出一種功能更強且更具廣泛適用性的抗腫瘤納米藥物載體。在這部分工作中,我們引入細胞穿膜肽TAT以進一步提高細胞攝取效率,通過pH敏感鍵將DOX連接到PMLA上,制備了一種具有雙重pH敏感特性的納米復(fù)合物。納米接枝物自組裝得TAT修飾、帶正電性的聚合物膠束,通過靜電吸附作用,pH敏感PEG-DMMA包被聚合物膠束PMLA-PEI-DOX-TAT,形成納米復(fù)合物PMLA-PEI-DOX-TAT@PEG-DMMA,實現(xiàn)PEG化、屏蔽正電性及保護TAT的作用。在生理條件下,納米復(fù)合物呈負電性,實現(xiàn)體內(nèi)長循環(huán),通過被動靶向在腫瘤部位富集。該納米復(fù)合物同時對腫瘤細胞外及胞內(nèi)溶酶體/內(nèi)涵體酸性環(huán)境敏感,實現(xiàn)兩種pH響應(yīng):在腫瘤胞外酸性環(huán)境下,β-羧基酰胺化基團解離,PEG-DMMA發(fā)生電荷翻轉(zhuǎn),使得體系靜電斥力增加,納米復(fù)合物解體,暴露出TAT修飾、正電性的聚合物膠束PMLA-PEI-DOX-TAT,實現(xiàn)高效入胞;納米載體上酸敏連接鍵響應(yīng)胞內(nèi)酸性環(huán)境,使藥物在胞內(nèi)特異性快速釋放。小鼠活體熒光成像研究表明正電性的納米藥物易被肝腎識別、捕獲,從而無法在腫瘤部位富集,對正電性屏蔽和載體PEG化則可通過EPR效應(yīng)有效實現(xiàn)被動靶向。體內(nèi)外抗腫瘤實驗結(jié)果證實該納米復(fù)合物有很好的抑制腫瘤生長和抗腫瘤效果,且對正常組織沒有產(chǎn)生明顯毒副作用。第三部分pH與酶雙重響應(yīng)性納米復(fù)合物ZnO-DPPG/DOX@PEG-pp-PE制備及克服腫瘤多藥耐藥性研究氧化鋅納米粒(ZnO),是一種被美國食品和藥物管理局(Food and Drug Administration,FDA)批準的藥物賦形劑,因其良好的穩(wěn)定性、生物相容性和安全性,被廣泛應(yīng)用于藥物制劑和化妝品中。近年來,ZnO納米粒也被開發(fā)用作藥物載體以遞送各種活性分子,包括藥物、基因、蛋白和顯影劑等。在酸性環(huán)境中,ZnO納米粒會被溶解,具有pH敏感特性,因此,它們被越來越多的研究者用作pH敏感納米載體,以實現(xiàn)腫瘤靶向藥物遞送及控制藥物細胞內(nèi)釋放。ZnO納米粒還具有光催化和光氧化能力,相關(guān)研究表明,它們可以通過產(chǎn)生氧化自由基、超氧負離子和羥基自由基,殺死腫瘤細胞。因此,ZnO納米粒不僅可以用作藥物載體,同時還具有作為一種抗癌藥物的潛力。此外,作為納米藥物載體,ZnO納米粒可以一定程度上抑制MDR腫瘤細胞外排泵的作用,同時,相關(guān)報道表明,ZnO納米粒還可以上調(diào)凋亡促進蛋白Bax的表達,并下調(diào)凋亡抑制蛋白Bcl-2的表達,從而使MDR腫瘤細胞恢復(fù)或提高對抗腫瘤藥物的敏感性,增強藥物的抗腫瘤活性。因此,ZnO納米�？梢酝瑫r克服兩種耐藥機制:“外排泵”耐藥和“非泵”耐藥。本研究中,我們通過對ZnO納米粒進行改性修飾,制備了一種pH與酶雙重響應(yīng)性納米復(fù)合物,用于抗腫瘤藥物鹽酸阿霉素的靶向遞送,同時克服腫瘤細胞多藥耐藥性,提高藥物抗腫瘤活性;將ZnO/DOX包裹在MMP2酶敏感的聚合物PEG-pp-PE形成的膠束核內(nèi),形成納米復(fù)合物ZnO-DPPG/DOX@PEG-pp-PE,可以降低ZnO/DOX非特異作用,延長體內(nèi)循環(huán)時間,并提高腫瘤靶向作用能力。細胞內(nèi)攝和毒性實驗表明ZnO/DOX能夠有效克服腫瘤細胞多藥耐藥性,促進藥物入胞,胞內(nèi)ZnO納米粒響應(yīng)酸性pH環(huán)境而溶解,釋放出DOX,發(fā)揮抗腫瘤作用;耐藥細胞三維多細胞球?qū)嶒灡砻鱖nO/DOX可以將藥物帶入多細胞球內(nèi)部,顯著提高滲透性。ZnO-DPPG/DOX@PEG-pp-PE表現(xiàn)出顯著的MMP2敏感細胞攝取、三維多細胞球內(nèi)滲透及抗腫瘤活性。
【圖文】：

目前，已有一些毒性肽-藥物偶聯(lián)劑處于臨床試驗階段，但是，由于一些原因，如半衰期短，這類藥物尚未被 FDA 批準上市。不論是抗體還是小分子肽，其與藥物之間的連接必須在血液運輸過程中保持穩(wěn)定，同時保證藥物對正常組織無活性；而在靶細胞部位，其必須能夠在胞外或者胞內(nèi)被有效切斷，釋放出活性抗癌藥物30,31。這對藥物偶聯(lián)劑的設(shè)計和制備提出了很高的技術(shù)要求。2 納米藥物用于腫瘤治療隨著近幾十年來技術(shù)的不斷發(fā)展，納米醫(yī)學(xué)在腫瘤臨床診斷和治療中做出了許多重要貢獻。其中，能夠靶向腫瘤的納米藥物載體成為研究的熱點（圖 1）。與傳統(tǒng)化療藥物相比，納米藥物載體在藥物運輸方面表現(xiàn)出諸多優(yōu)越性：①提高藥物的水溶性及體內(nèi)外穩(wěn)定性，增強藥物的吸收率和生物利用度；②靶向藥物轉(zhuǎn)運，增加藥物療效，減少毒副作用；③實現(xiàn)藥物的緩、控釋放，延長藥物的作用時間；④藥物聯(lián)合轉(zhuǎn)運，實現(xiàn)協(xié)同治療作用及克服多藥耐藥性等。

巴細胞的活性；然而，經(jīng) PEG 修飾后的脂質(zhì)納米囊，則不會誘發(fā)任何免疫細活性。因此，納米藥物表面 PEG 化可以有效地逃避吞噬細胞的識別與吞噬，提高其轉(zhuǎn)運效率。然而，表面 PEG 化對納米藥物的細胞攝取也會產(chǎn)生一定的影響，會降低細納米藥物的胞吞作用77。相關(guān)研究表明，，PEG 的鏈長對細胞攝取的影響作用，而納米藥物表面 PEG 覆蓋率及構(gòu)型對細胞攝取有較大影響。為了克服這一，許多研究者設(shè)計了響應(yīng)性 PEG 鏈或 PEG 層屏蔽/去屏蔽的策略，從而增強藥物的細胞攝取78-80。 聚合物納米藥物載體由聚合物所形成的納米藥物載體因其優(yōu)良的特性，如生物相容性和可降解性廣泛應(yīng)用于癌癥治療領(lǐng)域。它們可以大致分為四種類型，即聚合物膠束、聚納米粒、樹狀高分子聚合物和聚合物-藥物接枝物。（圖 2）
【學(xué)位授予單位】：中國人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R943

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張繼瑜;劉根新;吳培星;李劍勇;董鵬程;周緒正;魏小娟;;納米藥物的研究現(xiàn)狀與展望[J];安徽農(nóng)學(xué)通報;2007年18期

2 劉先曙;納米藥物可以延長腦神經(jīng)細胞的壽命[J];科技導(dǎo)報;2004年01期

3 杭銀輝;丁佳正;董卉妍;伊力亞·阿洪江;張杜娟;韓翠平;;診療一體的吲哚菁綠納米藥物的研究進展[J];影像研究與醫(yī)學(xué)應(yīng)用;2019年10期

4 邢穎;吳樹仙;李超;冷伏海;趙宇亮;;納米藥物研發(fā)與商業(yè)化趨勢統(tǒng)計分析[J];工程研究-跨學(xué)科視野中的工程;2017年06期

5 孫漩嶸;張隆超;施綺雯;李漢兵;趙航;;細胞-納米藥物遞送系統(tǒng)的研究進展[J];藥學(xué)學(xué)報;2017年07期

6 郭希穎;魏巍;王堅成;張強;;微流控技術(shù)在納米藥物輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];藥學(xué)學(xué)報;2017年10期

7 趙迎歡;B釨rbel Dorbeck-Jung;;納米藥物設(shè)計與負責(zé)任創(chuàng)新:建構(gòu)論視角的解釋[J];科技管理研究;2016年01期

8 劉巖;張英鴿;孫嵐;姚紅娟;;紫外分光光度法測定納米藥物遞送系統(tǒng)中卡鉑含量[J];現(xiàn)代儀器與醫(yī)療;2013年05期

9 文聲;;納米藥物——21世紀醫(yī)學(xué)技術(shù)的重要方向[J];技術(shù)與市場;2009年04期

10 曹陽;;治療癌癥將用納米藥物 癌癥有望成慢性疾病[J];金屬世界;2006年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 何冰;;納米藥物與細胞的相互作用——轉(zhuǎn)運與安全評價基礎(chǔ)[A];2018年中國藥學(xué)大會資料匯編[C];2018年

2 沈桂芝;閆學(xué)海;;界面組裝設(shè)計疏水納米藥物及其抗腫瘤應(yīng)用研究[A];中國化學(xué)會第30屆學(xué)術(shù)年會摘要集-第三十一分會：膠體與界面化學(xué)[C];2016年

3 何冰;;從個體到群體的納米藥物與細胞相互作用研究——細胞轉(zhuǎn)運與安全評價基礎(chǔ)[A];2018年第十二屆中國藥物制劑大會論文集[C];2018年

4 于海軍;李亞平;;細胞內(nèi)酸性環(huán)境響應(yīng)的高分子納米藥物遞送系統(tǒng)[A];2014年中國藥學(xué)大會暨第十四屆中國藥師周論文集[C];2014年

5 常艷;;納米藥物遺傳毒性研究現(xiàn)狀[A];納米物質(zhì)遺傳毒性研究與評價專題研討會論文匯編[C];2018年

6 劉銀麗;;納米藥物的質(zhì)量控制研究[A];第六屆全國藥學(xué)服務(wù)與研究學(xué)術(shù)論壇論文集[C];2015年

7 張瑞華;李麗琴;石童;徐建富;陳學(xué)軍;;石杉堿甲納米藥物透過血腦屏障的研究[A];中國毒理學(xué)會第七次全國毒理學(xué)大會暨第八屆湖北科技論壇論文集[C];2015年

8 洪偉勇;章文紅;王石健;夏修遠;王金明;;生物可降解納米藥物轉(zhuǎn)運系統(tǒng)研究進展[A];2014浙江省醫(yī)學(xué)會臨床藥學(xué)分會、浙江省中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會中藥分會學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2014年

9 申有青;唐建斌;劉祥瑞;周珠賢;;高分子納米藥物[A];第十九屆中國科協(xié)年會——分8高性能高分子材料——從基礎(chǔ)到應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2017年

10 申有青;唐建斌;劉祥瑞;周珠賢;;高分子納米藥物[A];中國化學(xué)會第十六屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集——第五分會：生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)中的膠體化學(xué)[C];2017年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 記者 牛瑾;“可激活”納米藥物問世[N];經(jīng)濟日報;2018年

2 記者 陶婷婷;為研發(fā)治療腫瘤納米藥物提供新思路[N];上海科技報;2018年

3 記者 吳長鋒 通訊員 周慧;新型高分子納米藥物或可早期預(yù)警治療癌癥[N];科技日報;2016年

4 通訊員 楊舒婷 記者 張曄;給納米藥物披上聚合物“外衣”[N];科技日報;2017年

5 編譯 王迪;納米藥物聯(lián)合抗癌[N];醫(yī)藥經(jīng)濟報;2012年

6 本報記者 馬愛平;納米藥物會成為治癌“導(dǎo)彈”嗎？[N];科技日報;2007年

7 常麗君;新型納米藥物遞送車兼具雙重抗癌功效[N];科技日報;2012年

8 本報記者 白毅;納米藥物研發(fā)：在前行中突破[N];中國醫(yī)藥報;2010年

9 王小龍;美開發(fā)出新型納米藥物遞送系統(tǒng)[N];科技日報;2014年

10 黎虹;華中科大建設(shè)國家納米藥物工程中心[N];醫(yī)藥經(jīng)濟報;2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 周青;腫瘤微環(huán)境響應(yīng)性納米藥物的構(gòu)建及高效靶向轉(zhuǎn)運特性研究[D];中國人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué);2018年

2 周泉;γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶響應(yīng)電荷反轉(zhuǎn)聚合物的設(shè)計與高效抗腫瘤納米藥物的構(gòu)建[D];浙江大學(xué);2018年

3 張少博;新型萊啉系列近紅外光熱納米藥物的制備與腫瘤診療研究[D];北京化工大學(xué);2017年

4 趙培起;多功能納米藥物遞送系統(tǒng)在逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥及光熱治療中的應(yīng)用[D];天津醫(yī)科大學(xué);2018年

5 王建國;iRGD修飾的載凡德他尼納米藥物對肝癌的治療研究[D];浙江大學(xué);2016年

6 許舒欣;原位可注射凝膠用于抗腫瘤納米藥物遞送的研究[D];天津大學(xué);2017年

7 韋兵;多功能天然高分子納米藥物輸送體系的構(gòu)建及抗腫瘤研究[D];安徽大學(xué);2018年

8 鐘冠盛;基于pX_n合成的納米藥物用于高效抗腫瘤及抗感染治療的研究[D];浙江大學(xué);2018年

9 周夢嬌;無載體納米藥物的性質(zhì)對癌癥療效的影響及其克服腫瘤耐藥性的研究[D];蘇州大學(xué);2018年

10 李曉軍;細乳液聚合制備載藥納米粒子及其抗腫瘤性能研究[D];浙江大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 翟永霞;克服雙重屏障粒徑可控型納米藥物遞送系統(tǒng)研究[D];鄭州大學(xué);2018年

2 南雪燕;無載體納米藥物的尺寸效應(yīng)對癌癥療效的影響及靶向雙模態(tài)成像在診斷中的應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2017年

3 鄧智麗;納米藥物遞送系統(tǒng)的構(gòu)建及其抗腫瘤活性的研究[D];西南大學(xué);2018年

4 童琳;用于阻斷卵巢癌血供的cRGD納米藥物的研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2018年

5 高春曉;關(guān)于一種可以靶向治療肝癌的納米藥物的研究[D];北京化工大學(xué);2018年

6 于冬麗;多重響應(yīng)NGO@DOX-PEG納米藥物用于光熱聯(lián)合化療[D];大連理工大學(xué);2018年

7 王建國;多靶點抗腫瘤血管生成納米藥物的研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2015年

8 黃燕;甘露糖化咪唑化羧甲基殼聚糖與依替膦酸復(fù)合物納米粒在動物體內(nèi)抗腫瘤效應(yīng)的初步研究[D];西南醫(yī)科大學(xué);2018年

9 孟凡榮;體外血腦屏障模型的建立及納米藥物的中樞靶向效應(yīng)研究[D];軍事科學(xué)院;2018年

10 余妍忻;紫杉醇納米藥物聯(lián)合放療對宮頸癌協(xié)同治療作用的研究[D];西南醫(yī)科大學(xué);2017年

本文編號：2642204