腫瘤微環(huán)境響應(yīng)性納米載體用于藥物和基因輸送的研究.pdf

1、腫瘤是人類最大的殺手，現(xiàn)在迫切需要治療癌癥的方法。目前只有手術(shù)、放療、化療三種方法用于臨床治療，而這些方法存在很多弊端，因此，需要研究新的治療方法。研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤是一種基因病，可通過修復(fù)異?；蛲耆斡[瘤，即導(dǎo)入正常的外源基因替換或修復(fù)異常基因來治療腫瘤。雖然理論上這種方法能完全治愈癌癥，但單獨(dú)的基因片段不能直接用于體內(nèi)，因?yàn)轶w內(nèi)存在的酶會(huì)降解基因，從而需要有一種物質(zhì)來保護(hù)基因片段。研究發(fā)現(xiàn)高分子聚合物可以作為納米載體對(duì)基因起到保護(hù)作

2、用，并且可以運(yùn)輸基因到病灶地位，使癌癥得到治療。抗癌藥物也能有效治療腫瘤，直接給藥會(huì)產(chǎn)生許多副作用，而且長期給藥往往使腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性，這些問題可以通過高分子納米載體來改善或避免。
　　作為基因和藥物傳輸體系的納米載體，對(duì)基因與藥物能起到保護(hù)與傳遞作用，但納米載體在細(xì)胞中傳輸時(shí)，存在許多問題需要解決。本論文基于腫瘤內(nèi)的微環(huán)境設(shè)計(jì)活性氧（ROS）、酶及pH響應(yīng)性的納米載體，解決了藥物和基因在體內(nèi)的釋放、靶向與耐藥性問題。具體內(nèi)容包

3、括：
　?。?）利用腫瘤細(xì)胞中超表達(dá)的ROS，設(shè)計(jì)ROS響應(yīng)性的聚丙烯硫醚-聚乙烯亞胺-聚乙二醇（PPS-PEI-PEG）聚合物膠束，用于負(fù)載DOX和DNA，通過腫瘤部位高的ROS促進(jìn)DOX的釋放，同時(shí)聚合物通過質(zhì)子海綿作用逃離溶酶體，釋放DNA。分別通過UV-Vis和凝膠電泳實(shí)驗(yàn)檢測(cè)DOX和DNA在聚合物膠束上的負(fù)載，其負(fù)載DOX的為7.4％，在N/P為3/1時(shí)DNA與聚合物膠束很好的結(jié)合。細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)證明聚合物沒有太大毒性，外

4、加H2O2，大大增加了負(fù)載D OX的聚合物的細(xì)胞毒性，同時(shí)UV-Vis結(jié)果顯示，DOX的釋放量與外加H2O2的濃度成正相關(guān)關(guān)系。共聚焦顯微鏡顯示DOX和DNA能被細(xì)胞攝入，且H2O2響應(yīng)下，DOX在細(xì)胞核分布越高。因而PPS-PEI-PEG在基因和藥物的傳遞載體上具有一定的應(yīng)用潛在性。
　　（2）利用腫瘤細(xì)胞中超表達(dá)的ROS和基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP-2）設(shè)計(jì)生物雙響應(yīng)的聚丙烯硫醚-聚乙烯亞胺-多肽-肝素（PPS-PEI-Pepti

5、de-HP）聚合物膠束用于負(fù)載DOX和DNA，通過ROS和MMP-2響應(yīng)分別促進(jìn)DOX和DNA的釋放。PPS是活性氧響應(yīng)的聚合物，在水相中是疏水性的。但在氧化條件下發(fā)生相變，從疏水轉(zhuǎn)變成親水，DOX從而釋放。此外，在MMP-2存在下包含GPVGLIGL序列的肽被裂解，脫落的HP和PEI電荷競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致DNA釋放。而且生物雙響應(yīng)的納米粒子能被MMP-2或ROS超表達(dá)的腫瘤細(xì)胞優(yōu)先攝入，使從PPS-PEI-Peptide-HP上釋放的DOX和D

6、NA聚集在腫瘤靶向位置。雙響應(yīng)的PPS-PEI-Pe ptide-HP納米膠束可通過其獨(dú)特的相變和酶裂解行為，能控制藥物和基因釋放。
　?。?）利用腫瘤內(nèi)低pH值的特殊環(huán)境，構(gòu)建pH響應(yīng)性的納米載體，其中包含pH響應(yīng)性電荷翻轉(zhuǎn)的殼聚糖-烏頭酸酐（CS-Aco）、生物相容性的聚乙二醇（PEG）和低分子量的聚乙烯亞胺（PEI）的層狀氧化石墨烯（GO）納米復(fù)合物，作為新型傳遞系統(tǒng),在細(xì)胞內(nèi)可進(jìn)行pH響應(yīng)的DOX和短發(fā)卡RNA（shRNA

7、）的控制釋放，并顯現(xiàn)出協(xié)同治療效果。GO-PEI-PEG/DOX/CS-Aco/PEI/shRNA復(fù)合物表現(xiàn)出很好的shRNA和藥物的裝載能力，在生理pH條件下具有較好的穩(wěn)定性。在酸性環(huán)境中負(fù)電荷的CS-Aco會(huì)水解轉(zhuǎn)變成帶正電的殼聚糖，引起納米粒子屏蔽層的松散和解裂。解離的組裝體GO-PEI-PEG/DOX和殼聚糖會(huì)被溶酶體有效地捕獲，促進(jìn)DOX和PEI/DNA到達(dá)細(xì)胞質(zhì)，因shRNA和PEI的弱靜電相互作用，shRNA被快速釋放。與