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据世界卫生组织2018年报道,肺癌以18.4%的占比高居癌症榜首,对肺癌的预防和治疗十分必要,探索新的行之有效的肺癌治疗方法尤为关键。化疗是肺癌尤其是转移癌的重要治疗方案,然而化疗药物经常遇到多药耐药。线粒体中的ATP有助于过表达药物外排泵发挥作用增加多药耐药(MDR)的发生,同时线粒体内膜BCL-2等蛋白过表达也会引发非泵组耐药,因此,靶向线粒体递送药物作为目前临床化疗药物提高疗效的一种手段,是一项值得探索的策略,可以此为基础开发新的抗肿瘤细胞耐药的纳米载体。紫杉醇(PTX)是被FDA批准的用于肺癌治疗的经典化疗药物,但PTX长期应用也会诱发肿瘤细胞对其的耐药性。为解决PTX应用中面临的耐药问题,研究人员试图制备脂质体、微球、纳米粒及纳米凝胶等用以PTX的递送。
首先,针对肺癌细胞对PTX的多药耐药问题,本文通过酯化反应将线粒体靶向的三苯基膦(TPP)、普朗尼克(PF127)及CD44受体靶向的透明质酸(HA)连接起来制备了肿瘤细胞膜和线粒体双靶向聚合物(TPP-PF127-HA,TPH)作为载体,用以负载PTX,我们对负载PTX的TPH(TPH/PTX)纳米胶束进行理化性质表征,TPH/PTX纳米胶束的平均粒径约为142nm,PDI约为0.235,Zeta电位约为-24.65mV,TEM结果显示纳米胶束呈球形,HPLC结果显示TPH/PTX纳米胶束的包封率约92.35%,体外释放试验表明TPH/PTX纳米胶束具有良好缓释效果。以上实验结果表明TPH/PTX纳米胶束具有优良的理化性能。
其次,为检测TPH/PTX纳米胶束抑制多药耐药肺癌细胞增殖的效果及其逆转肺癌多药耐药的机制,本文检测了载药纳米胶束对A549/ADR细胞活性的影响及其对肿瘤细胞膜和线粒体靶向情况。结果表明TPH/PTX纳米胶束可显著抑制A549/ADR细胞的活性,通过主动靶向CD44受体进入耐药肿瘤细胞内,并且可以在溶酶体中被溶酶体酶作用后脱掉其HA外壳,暴露带强烈正电荷的TP/PTX纳米胶束,TP/PTX纳米胶束继而通过质子海绵效应实现溶酶体逃逸,其后成功靶向于线粒体并在线粒体中有长时间共定位,促进了细胞色素C向胞浆的释放,成功诱导线粒体介导的内在凋亡途径,最终增加耐药肺癌细胞的死亡。并且所制备的TPH/PTX纳米胶束所引起的溶血率很低,提示该纳米胶束还具备良好的生物相容性。
最后,TPH/PTX纳米胶束显著的抗耐药肿瘤作用同样在A549/ADR移植瘤模型及抗药乳腺癌小鼠肺转移模型中得以验证。动物实验证实TPH/PTX纳米胶束不仅对实体瘤有良好抑制效果,对肺转移瘤同样有较好的治疗效果,同时它的肿瘤细胞膜及线粒体双靶向性有力地逆转了肺癌多药耐药。且H&E染色实验结果显示TPH/PTX纳米胶束不会引起小鼠主要器官的器质性病变,提示我们TPH/PTX纳米胶束具备良好的生物安全性。同时作为一种生物相容性良好、生物可降解性强的双靶向纳米胶束在逆转肿瘤细胞耐药方面有极高的应用潜力及巨大的应用前景。
首先,针对肺癌细胞对PTX的多药耐药问题,本文通过酯化反应将线粒体靶向的三苯基膦(TPP)、普朗尼克(PF127)及CD44受体靶向的透明质酸(HA)连接起来制备了肿瘤细胞膜和线粒体双靶向聚合物(TPP-PF127-HA,TPH)作为载体,用以负载PTX,我们对负载PTX的TPH(TPH/PTX)纳米胶束进行理化性质表征,TPH/PTX纳米胶束的平均粒径约为142nm,PDI约为0.235,Zeta电位约为-24.65mV,TEM结果显示纳米胶束呈球形,HPLC结果显示TPH/PTX纳米胶束的包封率约92.35%,体外释放试验表明TPH/PTX纳米胶束具有良好缓释效果。以上实验结果表明TPH/PTX纳米胶束具有优良的理化性能。
其次,为检测TPH/PTX纳米胶束抑制多药耐药肺癌细胞增殖的效果及其逆转肺癌多药耐药的机制,本文检测了载药纳米胶束对A549/ADR细胞活性的影响及其对肿瘤细胞膜和线粒体靶向情况。结果表明TPH/PTX纳米胶束可显著抑制A549/ADR细胞的活性,通过主动靶向CD44受体进入耐药肿瘤细胞内,并且可以在溶酶体中被溶酶体酶作用后脱掉其HA外壳,暴露带强烈正电荷的TP/PTX纳米胶束,TP/PTX纳米胶束继而通过质子海绵效应实现溶酶体逃逸,其后成功靶向于线粒体并在线粒体中有长时间共定位,促进了细胞色素C向胞浆的释放,成功诱导线粒体介导的内在凋亡途径,最终增加耐药肺癌细胞的死亡。并且所制备的TPH/PTX纳米胶束所引起的溶血率很低,提示该纳米胶束还具备良好的生物相容性。
最后,TPH/PTX纳米胶束显著的抗耐药肿瘤作用同样在A549/ADR移植瘤模型及抗药乳腺癌小鼠肺转移模型中得以验证。动物实验证实TPH/PTX纳米胶束不仅对实体瘤有良好抑制效果,对肺转移瘤同样有较好的治疗效果,同时它的肿瘤细胞膜及线粒体双靶向性有力地逆转了肺癌多药耐药。且H&E染色实验结果显示TPH/PTX纳米胶束不会引起小鼠主要器官的器质性病变,提示我们TPH/PTX纳米胶束具备良好的生物安全性。同时作为一种生物相容性良好、生物可降解性强的双靶向纳米胶束在逆转肿瘤细胞耐药方面有极高的应用潜力及巨大的应用前景。