【摘 要】
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目前,恶性肿瘤因其高发病率和高死亡率已成为人类最严重的威胁之一。在现有的癌症治疗策略中,化疗是临床医学中最有效和最广泛的治疗手段。然而,传统的化疗药物有其固有的缺点,如肿瘤部位富集程度低、毒性高、治疗效率低、副反应严重等,通过纳米载体给药被认为是改善上述问题的理想策略。利用药物载体增强的渗透性和滞留(EPR)效应,药物可以被动靶向到肿瘤微环境(TME)并发生特异性分解,减少了毒副作用,提高了治疗效
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目前,恶性肿瘤因其高发病率和高死亡率已成为人类最严重的威胁之一。在现有的癌症治疗策略中,化疗是临床医学中最有效和最广泛的治疗手段。然而,传统的化疗药物有其固有的缺点,如肿瘤部位富集程度低、毒性高、治疗效率低、副反应严重等,通过纳米载体给药被认为是改善上述问题的理想策略。利用药物载体增强的渗透性和滞留(EPR)效应,药物可以被动靶向到肿瘤微环境(TME)并发生特异性分解,减少了毒副作用,提高了治疗效果。由于化疗的固有缺陷和肿瘤的复杂性,单一的治疗方法很难完全抑制肿瘤的生长。因此,协同治疗,一种结合多种治疗方式来治疗癌症的方法,通常被用来克服单一治疗的缺点并增强肿瘤抑制效果。本论文以生物相容性良好的天然高分子丝胶蛋白为原料,构建了肿瘤微环境响应的金属基有机无机杂化纳米载体,以此提高化疗药物的利用率,减少毒副作用,同时,也实现了多重治疗的协同结合。具体研究内容及研究结果如下:1.利用丝胶蛋白良好的亲水性和生物相容性,在碱性条件下,Cu2+、丝胶蛋白(SS)和阿霉素(Dox)通过一步过氧化反应制备了SS-CuO2@Dox纳米粒子(简称SCD NPs)。在反应过程中,化疗药物Dox被装载到过氧化铜纳米粒子的内部,表面由丝胶蛋白所包覆,使其在正常生理环境下得以稳定存在并保持较好的生物相容性。由于其良好的形貌和粒径大小,纳米载体可以通过EPR效应靶向到肿瘤区域。在肿瘤的弱酸性环境下,SCD会被特异性地分解内源性生成H2O2和Cu2+,同时释放出内部装载的Dox,在实现化疗的同时,Cu2+会和肿瘤部位的H2O2引发芬顿反应生成有毒的羟基自由基(·OH),从而改变细胞内的氧化还原平衡,对细胞中的磷脂、蛋白质和脱氧核糖核酸造成损害,即化学动力学治疗。实现了化疗和化学动力学治疗的协同结合,弥补了单一治疗效率的缺陷和不足,提高了肿瘤治愈率。同时,内源性生成的H2O2大大提高了肿瘤部位H2O2的浓度,解决了以往化学动力学治疗过程中H2O2浓度不足的问题,进而提高了芬顿反应的效率。实验结果表明,SCD纳米粒子表现出良好的体内外4T1肿瘤细胞毒性,对小鼠4T1实体瘤有着良好的抑制效果,对照实验表明,联合治疗组的肿瘤抑制率明显高于单一治疗组,这也凸显了实验方案的可行性和纳米粒子的高效性。综上所述,本研究构建了一种新型的响应性多功能纳米催化剂,为解决化学动力学治疗过程中H2O2浓度不足的问题提供了新的思路,为实现联合治疗提供了一个可供选择的平台。2.为了探索更高效的联合治疗方案以及更好的发挥丝胶蛋白生物性良好的优势,我们以丝胶蛋白为模板和还原剂,让其在乙醇中自组装形成纳米球,通过与高锰酸钾的生物矿化反应制备了丝胶蛋白-二氧化锰(SS-MnO2,简称SM)纳米粒子。同时,我们选择将光稳定性好,单线态氧产率较高的酞菁(Pc)作为光敏剂,通过溶剂热法制备了酞菁纳米点,将其在丝胶蛋白自组装的过程中填充到丝胶纳米球内部,同时表面负载Dox得到SS-MnO2-Pc@Dox(简称SMPD)纳米粒子。在660nm波长激光的照射下,纳米粒子表面的Pc可以通过吸收的光能将三线态氧(~3O2)转换成具有高细胞毒性的单线态氧(~1O2),从而实现化疗和光动力治疗结合促进肿瘤细胞凋亡。同时,SMPD纳米粒子表面矿化的二氧化锰可以与肿瘤内部的H2O2发生特异性分解反应原位生成O2并引发Pc和Dox的释放,弥补了光动力治疗中氧气浓度不足的问题,提高了单线态的产率,溶剂热法制备的酞菁纳米点也克服了酞菁不溶于水和有机溶剂的弊端。细胞实验和动物体实验表明,化疗药物引起的肿瘤细胞核破坏,以及单线态氧对线粒体的损伤共同促进了细胞的凋亡,从而达到高效肿瘤抑制的效果。综上所述,这项工作在肿瘤联合治疗以及提高光动力治疗效率方面有着深远的借鉴意义。
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