超高负载的糖靶向中空二氧化锰纳米药物递送体系的制备及抗肿瘤光疗活性研究

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集肿瘤靶向性、超高的药物负载率与单光源实现光动光热协同治疗等特点于一体的纳米药物递送体系在提高癌症治疗的有效性、安全性及准确性方面具有巨大潜力。然而,考虑到靶向特异性、纳米载体的生物相容性等多种因素,它们的构建仍然是一个巨大的挑战。基于此,本论文设计构建了氨基葡萄糖柱[5]芳烃(NP5)修饰的中空二氧化锰(HM),即HMP,用以负载具备光动光热特性的aza-BODIPY衍生物(Bod)来实现肿瘤的精准光疗。此外,HM可以消耗癌细胞内的GSH,减少活性氧(ROS)的还原,增强光动力疗法(PDT)的治疗效果。论文的主要研究结果如下:(1)化合物的合成及Bod的自聚集行为研究:通过叠氮基团和炔基官能团之间的点击反应合成了NP5;通过对具备光动光热特性的疏水性光敏剂BODIPY进行结构化修饰合成了水溶性小分子Bod。DLS和UV-Vis实验表明Bod在水中可以发生J型聚集,其聚集体(Bod NPs)的水合粒径为187 nm,通过TEM观察到Bod NPs纳米粒子具有规则的形态。(2)SHMPB6的制备和表征:首先通过静电相互作用将NP5修饰到HM表面,分别通过单次负载和多次负载的方法负载光敏剂Bod,制备了三种纳米粒子(MHMPB6、SHMPB6和SHMPB8)并确定SHMPB6为最终体系。DLS、UV-Vis和TEM实验研究了SHMPB6的逐步构建及其所展现出的高载药率(84.0%)、685或808 nm单光源下ROS的生成及光热转化性质。结果表明SHMPB6在685 nm光源下的ROS生成能力更强,而在808 nm下光热转化能力更强。(3)抗癌效果研究:流式细胞术分析实验表明SHMPB6可以被Hep G2细胞有效摄取;此外,HL7702正常细胞具有低的细胞摄入,Hep G2、Hela及4T1细胞的葡萄糖转运蛋白抑制组的摄入也有所降低,证明SHMPB6具有良好的肿瘤细胞靶向能力。此外,激光共聚焦实验显示SHMPB6在808 nm或685 nm光源照射下均可生成ROS。MTT实验证明SHMPB6具有良好的生物相容性和光毒性。在黑暗条件下,细胞在与SHMPB6共孵育48小时后存活率仍保持在95%以上。相比于808 nm光源照射下的细胞存活率(Bod:40μg/m L,43.5%),SHMPB6在685 nm光源照射下对Hep G2细胞展现出了更好的杀伤效果,IC50值为0.41μg/m L。本论文用NP5修饰的HM作为载体,实现了Bod的超高负载并将其成功用于685nm NIR光源控制的PTT/PDT。该研究为单一NIR光源控制下的超高负载纳米药物递送体系提供了成功的范例。
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