超支化功能綴合物的構(gòu)建及納米醫(yī)學(xué)應(yīng)用.pdf

1、基因與藥物載體是近些年來納米醫(yī)學(xué)研究的重要方向之一。在此領(lǐng)域中,人們利用超支化聚合物具有較多的功能末端、較大的空腔、較低的粘度等優(yōu)良特性,構(gòu)建了各種納米體系,克服了傳統(tǒng)載體的許多不足,引起越來越多學(xué)者的關(guān)注。然而,該領(lǐng)域仍然有很多問題沒有解決,例如,陽離子聚合物基因載體存在細(xì)胞毒性與轉(zhuǎn)染效率的矛盾;單獨基因治療效果較差;癌癥基因治療中病人因免疫力低下容易遭受細(xì)菌感染,進(jìn)而影響整體治療效果;癌癥病人在化療過程中,因化療藥物對白細(xì)胞的損傷導(dǎo)

2、致免疫力低下,阻礙病人康復(fù)等。本研究希望將功能分子綴合進(jìn)超支化聚合物,構(gòu)建具有生物功能的超支化綴合物,解決納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的上述科學(xué)問題。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、爬锰烊恍》肿訕?gòu)建含糖綴合物作為低毒高效基因載體。糖類分子既可與細(xì)胞相互作用,同時也具有較低的細(xì)胞毒性。因此,從天然糖基小分子開發(fā)低毒高效的基因載體,是克服該類載體毒性與轉(zhuǎn)染效率矛盾的一個很有希望的方向。通過邁克爾加成聚合,制備了陽離子超支化糖綴合聚合物(HPKM)。采用

3、紅外、核磁、分子排阻色譜-多角度激光光散射聯(lián)用和ζ-電位技術(shù)等常規(guī)表征手段對合成產(chǎn)物進(jìn)行了化學(xué)結(jié)構(gòu)表征。表征結(jié)果發(fā)現(xiàn), HPKM的含氮量為7.3％,遠(yuǎn)低于超支化聚乙烯亞胺的32.6%,且HPKM可以在酸性環(huán)境中降解,因此HPKM具有很低的細(xì)胞毒性,甚至低于殼聚糖。由于分子結(jié)構(gòu)中存在伯胺、仲胺和叔胺,HPKM呈現(xiàn)良好的質(zhì)子緩沖能力和DNA壓縮能力。體外轉(zhuǎn)染實驗表明HPKM介導(dǎo)的轉(zhuǎn)染效率較高,大約是殼聚糖的33倍。這些結(jié)果說明,以天然小分子

4、為基礎(chǔ),可以制備低毒高效的超支化糖綴合物基因載體。
　　⑵利用疏水藥物分子綴合的陽離子超支化綴合物同時促進(jìn)基因轉(zhuǎn)染與藥效。作為促進(jìn)基因轉(zhuǎn)染的一種有效方式,陽離子聚合物的疏水修飾受到越來越多的關(guān)注。然而,利用疏水藥物修飾陽離子聚合物促進(jìn)基因轉(zhuǎn)染的工作尚未見報道。考慮到疏水藥物苯丁酸氮芥的靶標(biāo)是DNA鏈,經(jīng)苯丁酸氮芥修飾的陽離子聚合物既有利于基因轉(zhuǎn)染,又可以增強藥效。苯丁酸氮芥綴合的超支化聚合物的各種物理化學(xué)表征表明,該綴合物可以有效

5、地將DNA壓縮成納米顆粒。激光共聚焦顯微鏡技術(shù)及流式細(xì)胞儀研究發(fā)現(xiàn),該綴合物能快速進(jìn)入細(xì)胞核,因此藥效明顯強于相同濃度的單藥。相對于未經(jīng)修飾的陽離子聚合物,疏水藥物綴合的聚合物的轉(zhuǎn)染性能有較大提高。該工作構(gòu)建的可控釋放載體能夠同時促進(jìn)藥效與基因轉(zhuǎn)染,給藥物與基因共傳遞納米體系提供了新視野,為癌癥綜合治療帶來希望。
　　⑶以天然糖胺為基元構(gòu)建應(yīng)用于基因治療的多功能超支化含糖綴合物。較好的癌癥治療是多種因素共同作用的結(jié)果。因此,具有高

6、轉(zhuǎn)染、低毒、抗菌和抗腫瘤特性的基因載體是臨床所急需的。利用簡單的邁克爾加成,可以制備符合上述要求的超支化含糖綴合物作為多功能基因載體。采用紅外、核磁、分子排阻色譜、ζ-電位和酸堿滴定技術(shù)表征了聚合物的物理化學(xué)特性。實驗結(jié)果表明,該材料具有較低的細(xì)胞毒性。由于存在大量的伯胺、仲胺和叔胺,該聚合物顯示較好的質(zhì)子緩沖能力、DNA壓縮能力和轉(zhuǎn)染效率。同時,由于分子結(jié)構(gòu)中存在糖胺基團(tuán),聚合物可以有效地抑制腫瘤及細(xì)菌的生長。這些結(jié)果表明,以天然糖胺

7、為基元構(gòu)建的多功能載體,不僅可以有效地抑制腫瘤生長,同時可以降低病人遭受細(xì)菌感染的風(fēng)險,促進(jìn)病人康復(fù)。
　?、壤贸ЩY合物構(gòu)建藥物順序釋放體系實現(xiàn)癌癥治療與免疫增強。在化學(xué)治療過程中,癌癥患者常因化學(xué)藥物的副作用導(dǎo)致白細(xì)胞低下,進(jìn)而導(dǎo)致免疫力受損,影響病人的康復(fù)。因此,臨床上迫切需要構(gòu)建能協(xié)同治療癌癥,又能促進(jìn)免疫的藥物釋放系統(tǒng)。采用陽離子開環(huán)聚合制備了超支化聚縮水甘油(HPG),然后將中藥去甲斑蝥素(NCTD)成功地接枝到H

8、PG表面,獲得了中藥綴合的超支化聚合物 HPG-NCTD。借助電子顯微鏡及動態(tài)光散射研究了HPG-NCTD與順鉑(CDDP)組裝成納米顆粒的形貌、尺寸及分布。在不同pH值條件下考察了兩種藥物的釋放行為。以傳統(tǒng)的MTT法測定了HPG-NCTD/CDDP復(fù)合物的抗腫瘤效果,考察了體內(nèi)白細(xì)胞提升行為。實驗結(jié)果表明,HPG-NCTD/CDDP為分布較均勻的納米顆粒,CDDP和NCTD能夠按照順序從HPG-NCTD/CDDP納米顆粒上依次釋放出來