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薯蓣皂苷元(DGN)是从川地龙或黄姜中提取出的甾体皂苷活性成分,是一种新型的天然抗癌药物。薯蓣皂苷元可以通过多种途径起到抑制肿瘤生长和转移的功效:(1)抑制肿瘤细胞分裂和增殖;(2)诱导肿瘤细胞分化;(3)增强抑制癌基因的表达;(4)调控细胞周期等。薯蓣皂苷元抗肿瘤的效果具有广谱性,通过诱导细胞凋亡对多种肿瘤均具有良好的药效。其作用机制具有多靶点、多效应、多环节的特点。然而,薯蓣皂苷元水溶性差,在体内循环时间短,生物相容性低,不理想的药代动力学特性等缺陷限制了薯蓣皂苷元在临床上的应用。本论文针对上述问题,开展了薯蓣皂苷元的化学修饰及其纳米药物载体的研究,以延长其半衰期、提高其生物利用度。本论文主要工作如下:1.采用长链高分子聚合物PEG偶联薯蓣皂苷元(DGN)制备了 mPEG-DGN水溶性前体药物,并自组装包载10-羟基喜树碱制备载药纳米粒子,对其进行物化性质表征及体内外药效检测。以薯蓣皂苷元(DGN)为模型药物,制备了具有DGN疏水片段和PEG亲水片段的mPEG-DGN两亲性前体药物,作者还利用纳米粒子内部疏水的特性,在自组装过程中包载另一种抗癌药物10-羟基喜树碱(HCPT),大大提高了载药量和药效。极大程度提高了 DGN的水溶性和体内循环半衰期;在生理环境条件下稳定性好,具有合适的粒径(～190nm)和较高的载药量(HCPT:13.2%)。2.为了提高薯蓣皂苷元的载药效率、获得更小的粒径,选取具有更多反应活性基团的八臂聚乙二醇合成了 8armPEG-DGN偶联物,并自组装包载HCPT制备了八臂聚乙二醇-薯蓣皂苷元偶联物包载10-羟基喜树碱的纳米粒子(8armPEG-DGN/HCPT NPs)。显著增加了与DGN的反应位点,具有更高的载药能力(DGN的19.85 wt%和HCPT的14.72 wt%)和令人满意的粒径(～107 nm)。体内溶血率实验研究表明8armPEG-DGN/HCPT NPs具有较低的血红蛋白释放(<5%)且与对照组的IgE和WBC水平相似;与纯药DGN和HCPT相比,纳米粒子的毒副作用更低,进一步对纳米药物的体外和体内抗肿瘤活性进行了研究发现8armPEG-DGN/HCPTNPs具有优良的抑制肿瘤生长的效果。3.具有肿瘤整合素靶向功能的iRGD-PEG-DGN/HCPT NPs纳米药物递送体系的构建。成功合成了具备主动靶向功能的iRGD-PEG-DGN前体药物,并通过沉淀法自组装制备了一种高效的靶向双载药纳米载药系统iRGD-PEG-DGN/HCPT NPs。HCPT的载药量为17.34 wt%。在体外细胞摄取实验中,通过激光共聚焦显微镜观察可以发现,靶向纳米粒子细胞摄取的药物荧光明显高于纯药组,增加了肿瘤部位药物的积累量,减少了药物对正常组织的毒副作用。在纳米药物载体的构建上是一种值得借鉴的设计思路。4.采用香菇多糖(LNT)与天然抗癌药物薯蓣皂苷元(DGN)偶联成功制备了大分子前体药物香菇多糖-聚乙二醇-薯蓣皂苷元(LPD),并自组装包载HCPT制备载药纳米粒子LPDHNPs。该纳米粒子在中性环境稳定并具有良好的控释、缓释功能。结果显示,LPDH NPs具有令人满意的粒径(～143.2 nm)和较高的载药量(HCPT:15.4 wt%),在体内的药代动力学实验中发现香菇多糖基载药纳米粒子LPDH NPs将薯蓣皂苷元血液循环半衰期从1.2 h延长到9 h。纳米粒子的细胞毒性分别是纯药DGN的199.1倍和HCPT的4.9倍(B16)。用LPDHNPs处理的B16荷瘤小鼠显示出相当大的存活优势(第30天存活率为83%)。5.选取硫辛酸为氧化还原响应分子制备了基于香菇多糖的氧化还原响应智能纳米药物载体LFLPDH NPs并对纳米粒子的物化性质及药学性质进行了评价。以香菇多糖与聚乙二醇作为共载体。首先将聚乙二醇与抗癌药物DGN偶联,再将偶联物、靶向分子叶酸、氧化还原响应剂硫辛酸连接在香菇多糖分子链上制备前体药物LFLPD。前药在水溶液自组装包裹HCPT制备的LFLPDHNPs具有较高的载药量(DGN:4.9wt%)、HCPT(20.4wt%)和稳定、均匀的粒径(～186.2nm),在体外释放实验中药物的释放量随谷胱甘肽(GSH)浓度的升高而增多。在GSH的浓度分别为0和10mM时,DGN释放量分别为18%和84%、HCPT释放量分别为26%和82%。由于肿瘤部位细胞内谷胱甘肽(GSH)和其他还原物质的浓度是细胞外的100-1000倍。因此制备的纳米药物递送系统在非还原环境中可以保持稳定,而在肿瘤细胞内的还原环境可以迅速释放药物,促进纳米粒子解体,加速药物在肿瘤细胞内的释放。小鼠体内抗肿瘤实验显示LFLPDH NPs具有良好的抑制肿瘤生长的作用,且治疗28天后仍然有较高的存活率(83%)很低的副作用。