發(fā)布時(shí)間：2020-06-18 14:10

【摘要】：目的:本論文的主要研究?jī)?nèi)容為功能化納米藥物遞送系統(tǒng)的合成、表征,并通過一系列的體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)來證實(shí)該遞送系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)腫瘤的多藥耐藥及光熱治療。本文主要從以下兩個(gè)方面闡述納米藥物遞送系統(tǒng)的用途:一、作為藥物遞送的載體及其逆轉(zhuǎn)腫瘤的多藥耐藥;二、腫瘤精準(zhǔn)成像介導(dǎo)的光熱治療。我們將通過一系列體內(nèi)外試驗(yàn),對(duì)功能性納米藥物遞送系統(tǒng)的生物相容性、體內(nèi)藥物分布、轉(zhuǎn)運(yùn)代謝途徑,以及對(duì)乳腺癌腫瘤模型的療效、毒副作用及體內(nèi)靶向性等方面進(jìn)行相關(guān)研究,為今后應(yīng)用于臨床提供理論依據(jù)。方法:主要分為兩部分:一:TPGS修飾的介孔二氧化硅納米粒(MSNs)的合成及其逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥的機(jī)制研究:1)我們首先設(shè)計(jì)、合成了TPGS修飾的包載阿霉素的MSNs。研究中,我們選擇阿霉素(DOX)作為模型藥物。同時(shí)研究該遞送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、粒徑、穩(wěn)定性、生物相容性、載藥率、包封率、不同PH條件下的藥物緩釋功能,為后期的細(xì)胞學(xué)及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)提供依據(jù)。2)體外細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn):我們首先通過阿霉素敏感的乳腺癌細(xì)胞系MCF-7及阿霉素耐藥的細(xì)胞系MCF-7/ADR研究納米藥物遞送系統(tǒng)的細(xì)胞毒作用。通過激光共聚焦顯微鏡觀察MCF-7及MCF-7/ADR對(duì)該載體的細(xì)胞攝取能力及作用機(jī)制。通過體外細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證功能化修飾的納米藥物遞送系統(tǒng)對(duì)MCF-7及MCF-7/ADR的抗腫瘤作用及其逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥的機(jī)制研究;同時(shí),結(jié)合胞吞途徑特異抑制劑(氯丙嗪、秋水仙素、非力平、聚賴氨酸、4℃)和示蹤物研究納米載體細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的的機(jī)制。3)研究功能化修飾的納米藥物遞送系統(tǒng)的體內(nèi)藥效學(xué)、藥代動(dòng)力學(xué)及體內(nèi)靶向定位:以耐阿霉素的患乳腺癌SCID小鼠為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?主要研究新型納米載體平臺(tái)中各功能化組分對(duì)體內(nèi)分布、體內(nèi)循環(huán)時(shí)間、腫瘤靶向作用、體內(nèi)成像、腫瘤體積及小鼠生存期的影響,評(píng)估該納米藥物遞送系統(tǒng)的抗腫瘤作用及逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥的機(jī)制。第二部分:上轉(zhuǎn)換和持久發(fā)光納米載體準(zhǔn)確成像引導(dǎo)的光熱療法:1)我們首先合成了上轉(zhuǎn)換和持久發(fā)光納米載體。此外,我們通過透射電子顯微鏡,X射線衍射和動(dòng)態(tài)光散射對(duì)上轉(zhuǎn)換和持久發(fā)光納米載體的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行評(píng)估。應(yīng)用MTT實(shí)驗(yàn)來檢測(cè)納米藥物遞送系統(tǒng)的細(xì)胞毒作用。此外,通過一系列體內(nèi)外實(shí)驗(yàn),我們重點(diǎn)研究了不同樣本的持續(xù)發(fā)光成像及光熱治療的效率。結(jié)果:第一部分:DOX@MSNs-TPGS的特征在于具有單峰分布,高DOX包載效率和pH依賴性藥物釋放曲線。MSNs-TPGS通過細(xì)胞膜穴樣內(nèi)陷,網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的胞吞作用和能量依賴性的細(xì)胞攝取來進(jìn)入腫瘤細(xì)胞。與游離DOX和DOX@MSNs相比,DOX@MSNs-TPGS表現(xiàn)出10倍增強(qiáng)的細(xì)胞殺傷效力。增強(qiáng)的MDR逆轉(zhuǎn)效應(yīng)歸因于MCF-7/ADR細(xì)胞中DOX@MSNs-TPGS的細(xì)胞攝取量高于游離DOX和DOX@MSNs,這是由于TPGS抑制了P-gp介導(dǎo)的藥物效應(yīng)。NDDS在荷瘤小鼠中的體內(nèi)研究顯示,DOX@MSNs-TPGS針對(duì)多藥耐藥腫瘤模型顯示出更強(qiáng)的抗腫瘤作用,并且比DOX和DOX@MSNs更有效地到達(dá)腫瘤部位,毒性最小。第二部分:上轉(zhuǎn)換和持久發(fā)光納米載體準(zhǔn)確成像引導(dǎo)的光熱療法:我們首先制備了上轉(zhuǎn)換和持久發(fā)光納米載體;UPLNs@mSiO_2和(ICG+UPLNs)@mSiO_2納米顆粒都具有非常好的單分散性,平均直徑200nm,并且具有非常清晰的輪廓。而XRD結(jié)果也證實(shí),UPLNs被成功復(fù)合。MTT實(shí)驗(yàn)證實(shí),ICG和(ICG+UPLNs)@mSiO_2納米顆粒對(duì)MDA-MB-231的細(xì)胞殺傷作用較小,說明(ICG+UPLNs)@mSiO_2有很好的生物相容性。為了測(cè)試樣品是否顯示持久的發(fā)光,上轉(zhuǎn)換發(fā)光和協(xié)同的光熱性能,將不同的樣品注射到小鼠的皮下組織中,本實(shí)驗(yàn)設(shè)置了四個(gè)對(duì)照組和一個(gè)實(shí)驗(yàn)組。體內(nèi)發(fā)光成像系統(tǒng)和熱輻射計(jì)驗(yàn)證了持久的發(fā)光,上轉(zhuǎn)換發(fā)光和光熱性能。與四個(gè)對(duì)照組相比,長(zhǎng)持續(xù)發(fā)光,上轉(zhuǎn)換發(fā)光和光熱性能可以同時(shí)在實(shí)驗(yàn)組中實(shí)現(xiàn),這表明了(UPLNs+ICG)@mSiO_2納米粒子可用于成像引導(dǎo)的PTT。一系列的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí),(ICG+UPLNs)@mSiO_2在808nm條件下的腫瘤體積明顯縮小,而用PBS或游離ICG治療將不足以引起腫瘤破壞,而且808 nm激光下(ICG+UPLNs)@mSiO_2組小鼠的中位生存期要明顯延長(zhǎng);同時(shí)采用HE染色分析,(ICG+UPLNs)@mSiO_2和激光照射的腫瘤壞死和結(jié)構(gòu)損傷非常嚴(yán)重,而PBS組,游離的ICG顯示沒有或非常少的壞死和凋亡,進(jìn)一步證明了(ICG+UPLNs)@mSiO_2和激光照射介導(dǎo)的光熱效應(yīng)。而且生物安全性結(jié)果表明,(ICG+UPLNs)@mSiO_2具有良好的耐受性,對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠沒有明顯的毒性。結(jié)論:基于以上的研究結(jié)果,我們可以該研究所制備的功能化納米藥物遞送系統(tǒng)在逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥及腫瘤成像引導(dǎo)的光熱治療領(lǐng)域有非常好的應(yīng)用前景,值得進(jìn)一步探討。
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R737.9
【圖文】：

細(xì)胞內(nèi)的化療藥物泵出到細(xì)胞外。而對(duì)于 P 糖蛋白抑制劑的研究由來已久，由于毒副作用大，療效欠佳，始終未應(yīng)用于臨床。近年來的研究表明，非離型表面活性劑能夠通過抑制 P 糖蛋白的藥泵功能，從而影響藥物的藥代動(dòng)力學(xué)其中，以 TPGS 的功能最為強(qiáng)大。研究表明 TPGS 能夠抑制 P 糖蛋白介導(dǎo)的多耐藥�；谝陨系难芯勘尘凹扒捌诨A(chǔ)，我們合成了 TPGS 修飾的二氧化硅納藥物輸送系統(tǒng)。我們選擇了阿霉素作為模型藥物，有三個(gè)原因：阿霉素自帶色，可以作為示蹤劑；阿霉素在臨床上應(yīng)用廣泛；心臟等毒副作用明顯；納藥物載體進(jìn)人小鼠體內(nèi)后，通過 EPR 效應(yīng)到達(dá)腫瘤組織。EPR 效應(yīng)是實(shí)體瘤高通透性和滯留效應(yīng)，相對(duì)于正常組織，實(shí)體瘤組織中血管豐富、血管壁間較寬、結(jié)構(gòu)完整性差，促進(jìn)了大分子類物質(zhì)在腫瘤組織的選擇性分布。納米物載體通過某種內(nèi)吞途徑進(jìn)入腫瘤細(xì)胞，我們會(huì)在后面證實(shí)內(nèi)屯的機(jī)制；阿素從細(xì)胞內(nèi)被釋放出來，TPGS 抑制了 P-gp 的作用，減少了阿霉素的外泵，加了細(xì)胞內(nèi)的藥物濃度，克服了腫瘤耐藥，這是我們實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路及模式圖接下來我們將通過一系列的實(shí)驗(yàn)來加以驗(yàn)證。

圖 2 TPGS 修飾的包載阿霉素的二氧化硅納米藥物遞送系統(tǒng)的 TEM 圖像A1，A2，A3）和動(dòng)態(tài)光散射（B1，B2，B3）（MSN，DOX @ MSN 和 DOX @SNs-TPGS）。（C）FT-IR 光譜。（D）UV-vis 吸收頻譜。.2.2 體外藥物緩釋實(shí)驗(yàn)藥物要想發(fā)揮作用，在載體到達(dá)目的地后必須被釋放出來。所以，我們應(yīng)透析的方法來對(duì)載體的體外藥物釋放行為進(jìn)行考察，我們模擬了兩種微環(huán)境，別是正常的體液環(huán)境PH7.4 和腫瘤細(xì)胞內(nèi)微環(huán)境PH5.0。通過透析方法在37℃BS 溶液（pH 5.0 和 7.4）中評(píng)價(jià) MSNs 和 MSNs-TPGS 的體外 DOX 釋放行為。OX @ MSNs-TPGS 在最初的 20 小時(shí)內(nèi)釋放出> 50％藥物，然后是緩慢釋放的為，達(dá)到了一個(gè)平臺(tái)期（圖 3）。最初的快速釋放與 MSNs 周圍的藥物吸附和弱的結(jié)合力有關(guān)。而緩慢的藥物釋放則表明，MSNs 內(nèi)部的藥物被釋放出來。對(duì)而言，DOX @ MSNs-TPGS 在 pH7.4 時(shí)與在 pH5.0 時(shí)相比具有較低的藥物放速率。例如，40 小時(shí)期間，pH7.4 時(shí) DOX 釋放量?jī)H為 40.21％，但在 pH 5.0達(dá)到 68.41％。因?yàn)槟[瘤的細(xì)胞外組織和細(xì)胞內(nèi)溶酶體和內(nèi)涵體是酸性的，pH

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