發(fā)布時間：2018-02-04 21:35

  本文關(guān)鍵詞： 腫瘤缺氧微環(huán)境 人工氧載體 聚N-異丙基丙烯酰胺 含糖聚合物 腫瘤靶向性 光動力療法　出處：《浙江大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：腫瘤組織的快速生長和增殖導致其微環(huán)境顯著區(qū)別于正常組織。研究表明,腫瘤細胞通過分泌大量的生長因子和蛋白水解酶等,作用于周圍的正常細胞及其細胞外基質(zhì),使其發(fā)生各種生理、生化及形態(tài)上的變化,最終導致其微環(huán)境呈現(xiàn)乏氧、微酸等狀態(tài),為腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲以及轉(zhuǎn)移提供了必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。其中,腫瘤的缺氧微環(huán)境不僅是造成腫瘤惡化和轉(zhuǎn)移的主要原因,而且還會顯著降低化療、放療、光動力療法(PDT)等多種抗腫瘤治療的效果。因此,研究者們設(shè)計開發(fā)了多種人工氧載體來改善腫瘤的缺氧微環(huán)境。然而,目前報道的這些人工氧載體只是作為化療、放療等的輔助手段用于腫瘤治療,單獨使用時并不能發(fā)揮明顯的抗腫瘤效果,這極大的限制了其在腫瘤治療中的應(yīng)用。近年來,隨著納米技術(shù)的蓬勃發(fā)展,研究者們針對腫瘤微環(huán)境發(fā)展出了多種具有靶向性和響應(yīng)性的智能納米藥物傳輸系統(tǒng)。這為開發(fā)具有抗腫瘤效果的新型人工氧載體提供了思路。基于上述分析,本課題利用納米技術(shù)設(shè)計了一系列具有多重功效的血紅蛋白類人工氧載體：一、溫敏型血紅蛋白類氧載體血紅蛋白(Hb)是高等生物體內(nèi)負責運載02的一類蛋白質(zhì),其衍生物被認為是較理想的人工氧載體。然而,游離的血紅蛋白極易引發(fā)嚴重的毒副作用,且在無抗氧化劑時容易被氧化而失去載氧能力。因此,近年來研究者們利用各種納米載體來封裝或偶聯(lián)血紅蛋白,以提高其生物活性,減小毒副作用。在本章中,我們將血紅蛋白共價偶聯(lián)到溫敏型的葡聚糖基接枝共聚物(Dex-g-PNIPAAm)上,利用PNIPA Am獨特的熱力學行為,研究了不同狀態(tài)下血紅蛋白的載氧行為。首先通過單電子轉(zhuǎn)移活性自由基聚合(SET-LRP)法制備了三種不同接枝度的Dex-g-PNIPAAm,并在其主鏈上利用共價鍵成功引入血紅蛋白,制備了一系列血紅蛋白類人工氧載體(Hb-Dex-g-PNIPAAm)。動態(tài)光散射(DLS)結(jié)果證實Hb-Dex-g-PNIPAAm具有顯著的溫敏性,其低臨界溶解溫度(LCST)介于33～34℃。而臨界膠束濃度(CMC)以及透射電鏡(TEM)測試則證明：37℃時,該溫敏型血紅蛋白氧載體在較低的濃度下就能形成獨立的、尺寸均一的球形納米顆粒。通過紫外-可見分光光譜研究了不同接枝度的Hb-Dex-g-PNIPAAm在25和37℃下的氧結(jié)合能力和抗氧化行為,結(jié)果顯示：相同溫度下,Hb-Dex-g-PNIPAAm的氧結(jié)合速率和抗氧化能力隨PNIPAAm接枝度的增加而增大。特別是在37℃時,接枝度較高的兩種Hb-Dex-g-PNIPAAm比純Hb具有更長的半衰期和更小的自動氧化速率,表明膠束化的Dex-g-PNIPAAm為Hb提供了較好的保護作用,增強了其在空氣中的穩(wěn)定性。二、具有腫瘤靶向性的血紅蛋白類氧載體腫瘤細胞表面會異常高表達葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白-1 (GLUT-1),以滿足其對能量的大量需求。因此,以GLUT-1為靶向受體,設(shè)計經(jīng)糖基化修飾的納米藥物載體,有助于提高藥物的利用率,降低其對正常組織的毒副作用。本章制備了一種含糖的具有腫瘤靶向性的血紅蛋白氧載體,既能更有效地識別腫瘤細胞,又具有良好的載氧能力；在此基礎(chǔ)上,若同時負載抗腫瘤藥物,則有望實現(xiàn)集靶向、抑制腫瘤乏氧狀態(tài)、藥物治療為一體的新型抗腫瘤策略。具體地,首先通過可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)聚合法合成了含糖聚合物PMAG-b-PMAA,然后利用“巰-烯”點擊反應(yīng)在P MAG-b-PMAA的側(cè)鏈上成功接枝乙烯基封端的聚己內(nèi)酯(PCL),制備了兩親性接枝共聚物PMAG-b-PMAA-g-PCL,并在此基礎(chǔ)上共價偶聯(lián)了血紅蛋白,得到了具有腫瘤靶向性的血紅蛋白類氧載體Hb-GlycoMs。利用核磁共振氫譜(1H NMR)和紅外光譜(FTIR)對各級產(chǎn)物進行了表征,并通過DLS和TEM考察了Hb-GlycoMs的膠束化行為。紫外-可見分光光譜顯示Hb-GlycoMs保持了良好的氧結(jié)合能力和抗氧化性能。在此基礎(chǔ)上,利用濁度法和熒光標記法研究了Hb-GlycoMs對外源凝集素及腫瘤細胞的親和性,結(jié)果顯示：Hb-GlycoMs對表面過表達GLUT-1的Hela細胞具有更強的親和力,能夠克服靜電排斥作用,內(nèi)化進入Hela細胞核和細胞質(zhì)中。三、共負載光敏劑的血紅蛋白類氧載體近年來,光動力療法(PDT)迅速發(fā)展,目前已被廣泛應(yīng)用于癌癥或其他非惡性增生的治療。然而,研究表明PDT的光敏作用無法在缺氧的腫瘤組織區(qū)域發(fā)生；而且隨著PDT的進行,02的消耗量不斷增加,將會加重治療區(qū)域的缺氧狀態(tài),降低治療效果。這些都極大的限制了PDT在腫瘤治療中的應(yīng)用。本章制備了一種共負載光敏劑的血紅蛋白氧載體,既能改善腫瘤部位的乏氧狀態(tài),又可補償PDT過程中消耗的02,二者協(xié)同作用,提高了PDT的治療效果。通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)法和EDC偶聯(lián)法制備了血紅蛋白偶聯(lián)的PEG-b-PAA-b-PS膠束(HbMs),并利用其疏水內(nèi)核包載光敏劑ZnPc,得到了共負載光敏劑的血紅蛋白類氧載體(ZnPc-loaded HbMs)。利用1H NMR、FTIR凝膠滲透色譜(GPC)等測試方法對各級產(chǎn)物進行了詳細表征,并考察了其膠束化行為和載氧能力。在此基礎(chǔ)上,本章還研究了ZnPc-loaded HbMs的單線態(tài)氧(1O2)產(chǎn)率及其對Hela細胞的光毒性,結(jié)果顯示：與對照組ZnPc-loaded PEG-b-PAA-b-PS相比,ZnPc-loaded HbMs具有更高的1O2產(chǎn)率,并對Hela細胞表現(xiàn)出更強的細胞光毒性,有利于提高PDT的抗腫瘤效果。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R73-36
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本文編號：1491204