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(dòng)力療法　出處：《浙江大學(xué)》2016年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：腫瘤組織的快速生長(zhǎng)和增殖導(dǎo)致其微環(huán)境顯著區(qū)別于正常組織。研究表明,腫瘤細(xì)胞通過(guò)分泌大量的生長(zhǎng)因子和蛋白水解酶等,作用于周?chē)恼＜?xì)胞及其細(xì)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(dǎo)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(huì)顯著降低化療、放療、光動(dòng)力療法(PDT)等多種抗腫瘤治療的效果。因此,研究者們?cè)O(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了多種人工氧載體來(lái)改善腫瘤的缺氧微環(huán)境。然而,目前報(bào)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(dú)使用時(shí)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(lái),隨著納米技術(shù)的蓬勃發(fā)展,研究者們針對(duì)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(kāi)發(fā)具有抗腫瘤效果的新型人工氧載體提供了思路�；谏鲜龇治�,本課題利用納米技術(shù)設(shè)計(jì)了一系列具有多重功效的血紅蛋白類(lèi)人工氧載體：一、溫敏型血紅蛋白類(lèi)氧載體血紅蛋白(Hb)是高等生物體內(nèi)負(fù)責(zé)運(yùn)載02的一類(lèi)蛋白質(zhì),其衍生物被認(rèn)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(yán)重的毒副作用,且在無(wú)抗氧化劑時(shí)容易被氧化而失去載氧能力。因此,近年來(lái)研究者們利用各種納米載體來(lái)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(jià)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(dú)特的熱力學(xué)行為,研究了不同狀態(tài)下血紅蛋白的載氧行為。首先通過(guò)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(jià)鍵成功引入血紅蛋白,制備了一系列血紅蛋白類(lèi)人工氧載體(Hb-Dex-g-PNIPAAm)。動(dòng)態(tài)光散射(DLS)結(jié)果證實(shí)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(cè)試則證明：37℃時(shí),該溫敏型血紅蛋白氧載體在較低的濃度下就能形成獨(dú)立的、尺寸均一的球形納米顆粒。通過(guò)紫外-可見(jiàn)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(shí),接枝度較高的兩種Hb-Dex-g-PNIPAAm比純Hb具有更長(zhǎng)的半衰期和更小的自動(dòng)氧化速率,表明膠束化的Dex-g-PNIPAAm為Hb提供了較好的保護(hù)作用,增強(qiáng)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(lèi)氧載體腫瘤細(xì)胞表面會(huì)異常高表達(dá)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-1 (GLUT-1),以滿足其對(duì)能量的大量需求。因此,以GLUT-1為靶向受體,設(shè)計(jì)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(duì)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(shí)別腫瘤細(xì)胞,又具有良好的載氧能力；在此基礎(chǔ)上,若同時(shí)負(fù)載抗腫瘤藥物,則有望實(shí)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(guò)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(diǎn)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(jià)偶聯(lián)了血紅蛋白,得到了具有腫瘤靶向性的血紅蛋白類(lèi)氧載體Hb-GlycoMs。利用核磁共振氫譜(1H NMR)和紅外光譜(FTIR)對(duì)各級(jí)產(chǎn)物進(jìn)行了表征,并通過(guò)DLS和TEM考察了Hb-GlycoMs的膠束化行為。紫外-可見(jiàn)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(biāo)記法研究了Hb-GlycoMs對(duì)外源凝集素及腫瘤細(xì)胞的親和性,結(jié)果顯示：Hb-GlycoMs對(duì)表面過(guò)表達(dá)GLUT-1的Hela細(xì)胞具有更強(qiáng)的親和力,能夠克服靜電排斥作用,內(nèi)化進(jìn)入Hela細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中。三、共負(fù)載光敏劑的血紅蛋白類(lèi)氧載體近年來(lái),光動(dòng)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(wú)法在缺氧的腫瘤組織區(qū)域發(fā)生；而且隨著PDT的進(jìn)行,02的消耗量不斷增加,將會(huì)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(fù)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(bǔ)償PDT過(guò)程中消耗的02,二者協(xié)同作用,提高了PDT的治療效果。通過(guò)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(fù)載光敏劑的血紅蛋白類(lèi)氧載體(ZnPc-loaded HbMs)。利用1H NMR、FTIR凝膠滲透色譜(GPC)等測(cè)試方法對(duì)各級(jí)產(chǎn)物進(jìn)行了詳細(xì)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(duì)Hela細(xì)胞的光毒性,結(jié)果顯示：與對(duì)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(duì)Hela細(xì)胞表現(xiàn)出更強(qiáng)的細(xì)胞光毒性,有利于提高PDT的抗腫瘤效果。
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【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：R73-36
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本文編號(hào)：1491204