磁性介孔氧化硅納米顆粒載帶短鏈核酸和蛋白藥物及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用.pdf

1、介孔氧化硅納米顆粒由于具有極大的比表面積、孔容,可調(diào)的介孔孔徑和易被修飾的表面特性,在藥物轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)研究中越來越受到人們的關(guān)注,其中針對(duì)小分子抗炎藥物或化療藥物的載帶得到了快速發(fā)展,但是針對(duì)生物分子藥物的裝載與傳輸研究則顯得較為滯后。
　　本研究選取三類具有代表性的短鏈核酸和蛋白生物分子,利用三種不同孔徑大小(2.7 nm,4.3 nm,6.1 nm)的磁性介孔二氧化硅納米顆粒,分別實(shí)現(xiàn)了對(duì)短鏈siRNA,單鏈DNA和蛋白藥物的載帶

2、并擴(kuò)展了其復(fù)合體在腫瘤基因沉默治療,腫瘤免疫治療和靶向溶栓領(lǐng)域的應(yīng)用。相對(duì)于傳統(tǒng)脂質(zhì)體試劑載帶核酸和尿激酶靜脈注射治療血管栓塞的方案,M-MSNs納米藥物復(fù)合體更有望被用于體內(nèi)的治療研究。整理了整個(gè)論文所涉及的三種孔徑的M-MSNs的材料特性。首先,我們制備了三種孔徑的磁性介孔二氧化硅納米顆粒,并研究了其形貌特征,孔徑分布,磁化曲線等特性。還研究了2.7nm孔徑的M-MSNs經(jīng)siRNA載帶并經(jīng)聚乙烯亞胺(PEI)包被形成的復(fù)合體的形貌

3、特征和粒徑分布。另外,經(jīng)氨基修飾或進(jìn)一步聚乙二醇(PEG)修飾孔徑為4.3 nm的M-MSNs的形貌,Zeta電位和粒徑分布也被進(jìn)行了表征。在具有較強(qiáng)疏水性的溶液環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了M-MSNs的介孔孔道對(duì)siRNA的裝載,并在裝載siRNA后的M-MSNs表面包覆陽離子型高分子聚乙烯亞胺(PEI),于是構(gòu)建了基于M-MSNs的siRNA轉(zhuǎn)運(yùn)載體。后續(xù)實(shí)驗(yàn)證明,M-MSN_siRNA@PEI的干擾效率具有很強(qiáng)的溶酶體逃逸動(dòng)力學(xué)依賴性,于是我們發(fā)

4、掘了該系統(tǒng)在RNAi作用發(fā)揮中所遇到的瓶頸,即大量siRNA會(huì)被束縛于細(xì)胞中的內(nèi)涵-溶酶體內(nèi),從而無法參與細(xì)胞質(zhì)中誘導(dǎo)基因沉默的過程。最后,我們對(duì)M-MSN_siRNA@PEI轉(zhuǎn)運(yùn)載體進(jìn)行了表面功能化處理----連接KALA多肽,這種修飾提高了轉(zhuǎn)運(yùn)載體的溶酶體逃逸能力,并因此顯著增強(qiáng)了其誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)源基因的RNA干擾效率。合成了氨基(APTES)修飾的帶正電荷的M-MSNs,簡稱M-MSN-A,為了使其應(yīng)對(duì)更復(fù)雜的體內(nèi)環(huán)境,我們將其進(jìn)一步

5、修飾聚乙二醇高分子(PEGylation)所得到的顆粒簡稱為 M-MSN-P。然后,我們研究了M-MSN-A和M-MSN-P兩顆粒對(duì)CpG吸附和釋放的規(guī)律,以及兩者攜帶CpG后對(duì)巨噬細(xì)胞RAW264.7內(nèi)吞的影響,并對(duì)內(nèi)吞現(xiàn)象從顆粒降解和顆粒內(nèi)吞方面做出解釋。我們還進(jìn)一步檢驗(yàn)了該載體系統(tǒng)與腫瘤化療藥物共同殺傷腫瘤細(xì)胞的效果。最后,我們研究了該載體系統(tǒng)在小鼠體內(nèi)刺激免疫反應(yīng)的能力,與體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析比對(duì),并為后續(xù)腫瘤模型小鼠的治療研究

6、提供數(shù)據(jù)支持。根據(jù)高分子藥物擴(kuò)散定律(菲克定律),建立了平板溶栓數(shù)學(xué)理論模型,得出可被用來極其方便地檢測(cè)酶活性的參數(shù)。我們還利用不同活性藥物(尿激酶,UK)檢驗(yàn)此模型的實(shí)用性。接下來,我們研究了溶栓藥物與M-MSNs之間的吸附和脫附規(guī)律,通過參閱文獻(xiàn),我們發(fā)現(xiàn)我們材料的吸附和脫附曲線跟文獻(xiàn)中理論公式具有很高的貼合度。為了檢驗(yàn)該載體系統(tǒng)的在體內(nèi)的靶向溶栓效果,我們建立了流體栓塞模型來進(jìn)行模擬,發(fā)現(xiàn)了M-MSNs/UK復(fù)合物相對(duì)于游離 UK