【摘要】：惡性腫瘤是嚴(yán)重威脅全球人類健康的公共衛(wèi)生問(wèn)題。其中,白血病的發(fā)病率居第六位,是全球十大高發(fā)惡性腫瘤之一。白血病是一種以造血干細(xì)胞異常增殖且彌散浸潤(rùn)至其他組織和器官為主要特征的惡性克隆性疾病。阿糖胞苷是嘧啶核苷類似物,用于治療以急性淋巴細(xì)胞白血病和非霍奇金淋巴瘤為主的各種類型的白血病。阿糖胞苷發(fā)揮抗白血病的主要原理為:阿糖胞苷經(jīng)胞內(nèi)磷酸化,轉(zhuǎn)化為三磷酸阿糖胞苷的形式,該活性形式通過(guò)抑制DNA多聚酶活性從而干擾DNA的合成,使癌細(xì)胞死亡。目前阿糖胞苷在治療過(guò)程中存在嚴(yán)重缺陷:(1)在體內(nèi)容易在脫氨酶的作用下發(fā)生脫氨基反應(yīng),轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)活性的阿糖尿苷;(2)分子水溶性大,膜透過(guò)性差;(3)半衰期短,只有10-20分鐘;(4)用于實(shí)體瘤的治療效果差;(5)常出現(xiàn)手足綜合征(HFS)和口腔炎等副作用。因此,臨床上阿糖胞苷主要經(jīng)靜脈注射給藥,大大限制了臨床的使用范圍。因此開(kāi)發(fā)安全高效的阿糖胞苷納米給藥系統(tǒng)具有重要的研究?jī)r(jià)值和意義。小分子自組裝前藥是將藥物通過(guò)化學(xué)鍵連接低分子量惰性材料形成前藥,前藥分子可以自組裝成結(jié)構(gòu)多樣的納米制劑,通過(guò)EPR效應(yīng)被動(dòng)靶向至腫瘤組織;同時(shí),具有載藥量高,釋藥效率高的優(yōu)點(diǎn),并且可以實(shí)現(xiàn)藥物的自遞送過(guò)程。其中脂溶性好的脂肪酸鏈與核苷類親水性藥物共價(jià)結(jié)合形成的小分子自組裝前藥納米遞送系統(tǒng),可以提高藥物的脂溶性,增加細(xì)胞膜通透性,同時(shí)增加對(duì)實(shí)體瘤的浸潤(rùn),擴(kuò)大核苷類藥物用于實(shí)體瘤的治療范圍。針對(duì)阿糖胞苷存在的缺陷,我們課題組已經(jīng)設(shè)計(jì)并合成了三種不同碳鏈長(zhǎng)度的單鏈脂肪酸阿糖胞苷前藥,并進(jìn)行體外生物活性評(píng)價(jià):通過(guò)酰胺鍵分別將六個(gè)碳的己酸(HA)、十二個(gè)碳的月桂酸(LA)、十八個(gè)碳的油酸(OA)和阿糖胞苷共價(jià)連接,構(gòu)建出具有多功能的前藥HA-Ara、LA-Ara及OA-Ara。研究發(fā)現(xiàn),三種不同疏水鏈長(zhǎng)度的阿糖胞苷前藥具有不同的組裝行為,可以自組裝形成納米球、納米纖維和納米帶,且均表現(xiàn)出良好的抗白血病活性。本課題中,為進(jìn)一步研究?jī)蓚�(gè)鏈的疏水脂肪酸連接阿糖胞苷形成的前藥,以及納米組裝行為和抗白血病效果,我們將生物相容性好的雙鏈脂肪酸(DTA)與親水性的阿糖胞苷(Ara-C)共價(jià)結(jié)合形成前藥DTA-Ara。該分子與Ara-C及單鏈脂肪酸前藥相比,具有脂溶性和膜通透性增加,血漿穩(wěn)定性增強(qiáng),可長(zhǎng)期保存的優(yōu)點(diǎn)。在以上研究的基礎(chǔ)上,我們對(duì)上述四種疏水性不同的阿糖胞苷前藥的體外抗白血病效果進(jìn)行比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn),月桂酸-阿糖胞苷(LA-Ara)對(duì)白血病細(xì)胞的細(xì)胞毒性最強(qiáng),且體內(nèi)藥動(dòng)學(xué)研究結(jié)果表明LA-Ara的口服生物利用度顯著提高,口服給藥有效。因此,基于增加脂溶性可以提高核苷類親水性藥物對(duì)實(shí)體瘤浸潤(rùn)的原理,我們選用LA-Ar 口服納米制劑作為抗實(shí)體瘤的模型藥物,并開(kāi)展抗實(shí)體瘤的臨床前研究,為阿糖胞苷在治療實(shí)體瘤方面提供臨床前研究數(shù)據(jù),為申報(bào)臨床研究奠定基礎(chǔ)。課題的研究?jī)?nèi)容包括:(1)將阿糖胞苷的4位氨基與雙鏈脂肪酸的羧基共價(jià)結(jié)合,構(gòu)筑小分子前藥自組裝體系;(2)將構(gòu)筑好的月桂酸-阿糖胞苷(LA-Ara)進(jìn)行抗實(shí)體瘤的一系列臨床前評(píng)價(jià)。具體研究?jī)?nèi)容如下:1.小分子2-癸基十四酸-阿糖胞苷前藥自組裝納米粒的合成與生物學(xué)評(píng)價(jià)阿糖胞苷是親水性抗腫瘤藥,通過(guò)抑制DNA的合成干擾細(xì)胞的代謝過(guò)程,從而產(chǎn)生細(xì)胞毒性作用。但是由于其分子極性大,半衰期短,臨床使用受到限制。本課題采用生物相容性好的雙鏈脂肪酸2-癸基十四酸(DTA)與阿糖胞苷通過(guò)酰胺鍵進(jìn)行共價(jià)結(jié)合,形成小分子前藥(DTA-Ara),核磁共振氫譜(1H-NMR),質(zhì)譜(MS)和傅里葉紅外光譜(FT-IR)均證明產(chǎn)物合成成功。飽和溶解度實(shí)驗(yàn)表明,和阿糖胞苷相比,前藥的脂溶性和膜通透性明顯增加。前藥分子可以自組裝形成納米粒,通過(guò)透射電鏡(TEM)觀察納米粒呈現(xiàn)均勻的球形,動(dòng)態(tài)光散射儀(DLS)測(cè)得的粒徑在130 nm左右,電勢(shì)大約在-31.6 mV。體外穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明,DTA-Ara在水或pH 7.4 PBS溶液中穩(wěn)定存在一周以上,可長(zhǎng)期保存。體外溶血實(shí)驗(yàn)初步判定納米粒具有良好的生物相容性,可經(jīng)靜脈注射。采用兩種白血病細(xì)胞K562和HL60細(xì)胞作為細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?結(jié)果表明,與原料藥相比,DTA-Ara對(duì)兩種細(xì)胞均呈現(xiàn)出較高的細(xì)胞毒性。以上研究表明,DTA-Ara納米粒在白血病治療方面顯示了巨大的臨床潛在價(jià)值。2.月桂酸-阿糖胞苷前藥口服納米制劑用于治療實(shí)體瘤的臨床前評(píng)價(jià)基于課題組對(duì)月桂酸-阿糖胞苷(LA-Ara)具有較好的體外抗白血病活性的研究,體內(nèi)藥動(dòng)學(xué)實(shí)驗(yàn)表明,LA-Ara納米纖維(NFs)的口服生物利用度顯著提高。本課題選用鼠源乳腺癌細(xì)胞4T1和人源乳腺癌細(xì)胞MCF-7作為實(shí)體瘤細(xì)胞模型研究前藥對(duì)實(shí)體瘤細(xì)胞的毒性。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明,LA-Ara比阿糖胞苷具有更高的細(xì)胞毒性。以鼠源乳腺癌作為體內(nèi)藥效學(xué)實(shí)驗(yàn)的腫瘤模型,發(fā)現(xiàn)LA-Ara NFs可以顯著抑制腫瘤生長(zhǎng)。臨床前安全性評(píng)價(jià)和組織學(xué)實(shí)驗(yàn)表明LA-Ara NFs無(wú)明顯系統(tǒng)毒性(如肝腎功能障礙和血液異常),且可以經(jīng)口服給藥。此外,和游離藥物相比,LA-Ara NFs能避免皮膚的毒副作用(如手足綜合征HFS和黏膜炎)的發(fā)生。因此,LA-Ara NFs用于實(shí)體瘤治療具有很大的發(fā)展前景,以期促進(jìn)阿糖胞苷前藥進(jìn)入臨床推廣應(yīng)用。綜上所述,本文對(duì)兩種阿糖胞苷小分子前藥自組裝納米給藥系統(tǒng)進(jìn)行了抗腫瘤的生物學(xué)評(píng)價(jià)和臨床前研究。研究結(jié)果表明,DTA-Ara納米粒實(shí)現(xiàn)了藥物的自遞送過(guò)程,顯著增強(qiáng)了阿糖胞苷的脂溶性和膜透過(guò)性,延長(zhǎng)了藥物半衰期;而LA-Ara 口服納米纖維和Ara-C相比,可以增強(qiáng)抗實(shí)體瘤的治療效果。因此,本文研究的兩種小分子阿糖胞苷前藥提供了一種有效擴(kuò)大阿糖胞苷臨床使用范圍的解決方案,具有巨大的實(shí)踐意義。
【圖文】：

從而降低毒性；（３）與多種抗癌藥或診斷試劑共遞送，用于協(xié)同治逡逑療，為腫瘤治療提供了新的創(chuàng)新領(lǐng)域［２Ｍ４］。目前主要用于臨床癌癥治療的納米藥逡逑物形式如圖１－２所示［２５］。逡逑Ｌｉｐｉｄ邋ｂａｓｅｄ邐ｘ＼Ｓ／＾邐Ｐｏｌｙｍｅｒ邋ｂａｓｅｄ逡逑Ｎａｎｏｃａｒｒｉｅｒｓ邐Ｎａｎｏｃａｒｒｉｅｒｓ逡逑Ｌｉｐｏｓｏｍｅ邐Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ逡逑0邐？：邐？逡逑Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ邐Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ逡逑ｓ＾邐Ｓｔｅａｌｔｈ邐Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ逡逑＾Ｌｉｐｏｓｏｍｅ邐Ａｌｂｕｍｉｎ邋ｂｏｕｎｄ邐＾逡逑＇—Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ逡逑？逡逑Ａｎｔｉｂｏｄｙ－Ｄｒｕｇ邐＿邋Ｍ邐Ｓｉｌｉｃａ逡逑Ｃｏｎｊｕｇａｔ邐４Ｖ邐Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ逡逑Ｄｒｕｇ邐／ｍＢｘ邋Ｖ邋Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ逡逑Ｃｏｎｊｕｇａｔｅｓ邋ｐ0Ｓ＾邋／邋ＷＭ邋＼邋Ｎａｎ＾Ｓｉｃ，ｅ邋Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ逡逑Ｐｏｌｙｍｅｒ－Ｐｒｏｔｅｉｎ邋／邐＼邋Ｈａｆｎｉｕｍ邋Ｏｘｉｄｅ逡逑Ｃｏｎｊｕｇａｔｅ邋／邐＼邋Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ逡逑／邋零邋＼逡逑／邋Ｖｉｒａｌ邋Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ邋＼逡逑圖１－２用于臨床腫瘤治療的不同納米藥物遞送系統(tǒng)。［２５］逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｎａｎｏｄｒｕｇ邋ｄｅｌｉｖｅｒｙ邋ｓｙｓｔｅｍｓ邋ｆｏｒ邋ｔｕｍｏｒ邋ｔｈｅｒａｐｙ邋ｉｎ邋ｃｌｉｎｉｃ．邋［２５］逡逑２．小分子前藥自組裝納米遞送系統(tǒng)逡逑近年來(lái)，基于小分子前藥形成的自組裝納米遞送系統(tǒng)由于載藥量高，穩(wěn)定性逡逑好

應(yīng)的藥物遞送系統(tǒng)［３５］。Ｇｕ等人［３６］將ＳＮ３８與低聚乙二醇（ＯＥＧ）通過(guò)雙硫醚鍵逡逑共價(jià)連接，合成了邋ＯＥＧ－２Ｓ－ＳＮ３８小分子自組裝前藥，前藥可以自組裝形成納米逡逑囊結(jié)構(gòu)（圖１－３），在ＧＳＨ和Ｈ２0２過(guò)量的腫瘤微環(huán)境中，ＯＥＧ－２Ｓ－ＳＮ３８通過(guò)硫逡逑解作用快速釋放原藥ＳＮ３８，而硫醚結(jié)構(gòu)可以被Ｈ２０２氧化成親水的亞砜或砜的結(jié)逡逑構(gòu)，促進(jìn)ＳＮ３８的釋放。逡逑０逡逑Ｑ邐｜邋ｍＪ逡逑ｒｖ逡逑ｃ逡逑ＯＣＣ＞２３－ＳＮ５８邐｜｜逡逑？邋Ｋ＾ｈ邋？ｒ＞ｄ邐ｄｒｕｆｌ逡逑ｃｏｎｔｅｎｔ邋（３５逡逑—逡逑ｇｓｍ／逡逑ａ邋１邋ａ，逡逑Ｎ＞Ｓ＊１邐ｉ邐Ｎ．ｖＡ逡逑ｐ１邋ｙ逡逑Ｃ邐—ｓＪＨＴ逡逑始＊＊＊＊＊逡逑Ｈ邋0邋0＾ｏ？逡逑圖１－３氧化還原型的兩親性前藥（ＯＥＧ－２Ｓ－ＳＮ３８）自組裝成納米囊結(jié)構(gòu)。［３６］逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－３邋Ｔｕｍｏｒ邋ｒｅｄｏｘ－ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ邋ｐｒｏｄｒｕｇ邋ＯＥＧ－２Ｓ－ＳＮ３８邋ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｅ邋ｔｏ邋ｆｏｒｍ逡逑ｎａｎｏｃａｐｓｕｌｅｓ．［３６］逡逑２．２兩親性藥－藥結(jié)合物前藥自組裝納米遞送系統(tǒng)逡逑顏德岳等人［３７］提出兩親性藥－藥結(jié)合物的概念，并合成兩親性藥－藥結(jié)合物。逡逑如圖１－４，構(gòu)建一個(gè)基于喜樹(shù)堿的兩親性藥－藥結(jié)合物，將疏水性的喜樹(shù)堿（ＣＰＴ）逡逑與親水性的氟尿苷（ＦＵＤＲ）通過(guò)酯鍵連接形成兩親性的ＣＰＴ－ＦＵＤＲ，，能夠在水逡逑中自組裝形成納米粒
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R943;R96

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本文編號(hào)：2695872