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骨肉瘤(Osteosarcoma)是一种常见的原发性骨肿瘤,具有很高的局部侵袭性和系统转移性,严重威胁儿童和青少年的生命健康。根据美国国家癌症数据库近期研究报告指出,具有骨肉瘤转移的患者5年生存率不足20%。尽管辅助化疗对骨肉瘤患者的生存率有显著提高,但仍存在严重的副作用,加之部分患者表现出多药耐药性,因此,改善化疗药物对肿瘤的靶向性是治疗骨肉瘤的重要途径之一。紫杉醇(PTX)是一种广谱抗癌药物,针对乳腺癌,骨肉瘤等多种癌症有很好的临床疗效。本实验将难溶性抗癌药物紫杉醇制备成纳米粒和纳米晶,改善了紫杉醇的水溶性和生物利用度,同时将其表面包覆新型聚合材料聚合多巴胺,以骨肉瘤表面蛋白酪氨酸磷酸酶为靶点,通过迈克尔加成和席夫碱反应在其表面连接了双磷酸盐阿伦磷酸钠(ALN)作为靶头,成功制备了骨靶向的紫杉醇纳米粒和纳米晶。本研究采用一种简单而高效的多巴胺聚合的方法来修饰纳米粒和纳米晶,该方法不会受到化合物表面官能团缺乏的限制,也不会因为改变聚合物的化学性质从而使聚合物丧失包封药物的能力。有望为骨肉瘤靶向治疗提供新的理论基础和研究思路。本文首先使用PEG5000-PCL1000作为载体,经聚合多巴胺(PDA)修饰,表面连接阿伦磷酸钠(ALN)为靶头来制备纳米粒(NPs)。新型纳米粒PTX-PDA-ALN-NPs平均粒径为255.12±1.560 nm,PDI为0.193±0.026;由透射电镜(TEM)可知纳米粒形貌近球形,并进一步通过傅氏转换红外线光谱分析(FTIR)以及X射线电子能谱分析(XPS),证明了多巴胺的成功包覆以及靶向分子ALN的顺利偶联。纳米粒具有良好的介质稳定性与放置稳定性,其体外释放符合一级释放方程,在PBS中可缓释120h(累积释放率为67.96%)。此外,通过体外K7M2wt骨肉瘤细胞MTT实验可知,靶向PTX-PDA-ALN-NPs纳米粒在72 h时的IC50值与非靶向PTX-NPs相比具有显著性差异(6.51 ±0.06 vs 35.2±1.13 μg/mL,P<0.05),这说明 PTX-PDA-ALN-NPs 具有更强的体外细胞毒性。体内药物组织分布研究实验得出,PTX-PDA-ALN-NPs 比 PTX-NPs和PTX-PDA-NPs更多地积累在肿瘤部位(相对荧光强度分别为0.26、0.16和0.14)。体内抗肿瘤实验中,PTX-PDA-ALN-NPs 与市售紫杉醇注射液 Taxol(8 mg/kg,i.v.)(82.51%vs 66.63%)相比获得了较高的抑瘤率,且比紫杉醇注射液组副作用显著降低。通过改进配方,以泊洛沙姆P188和多库酯钠作为稳定剂,将紫杉醇(PTX)直接做成纳米晶(NCs),进一步包覆聚合多巴胺,连接阿伦磷酸钠作为靶向分子,得到新型纳米晶 PTX-PDA-ALN-NCs。纳米晶的粒径为 290.6±2.19 nm,PDI 值为0.183±0.036,形状近似球型。同样,XPS和FTIR实验证明了多巴胺的成功包覆以及ALN的偶联。纳米晶的体外释放符合一级释放方程,在PBS中可缓释120 h(累积释放率为69.6%)。在对K7M2wt骨肉瘤细胞的体外细胞毒(MTT)实验中,PTX-PDA-ALN-NCs(IC50:5.81±0.16 μg/mL)组比非靶向组 PTX-NCs(18.2±2.23)和 PTX-PDA-NCs(14.9±0.23)有更高的肿瘤细胞抑制率。小动物活体成像可知,PTX-PDA-ALN-NCs相较于PTX-NCs和PTX-PDA-NCs两组在肿瘤中分布更加广泛(8 h时累计相对荧光值0.24 vs 0.164 vs 0.18)。对荷K7M2wt骨肉瘤Balb/C小鼠进行药效学研究,靶向纳米晶PTX-PDA-ALN-NCs有72.09%的抑瘤率和较低的肝肾毒性。纳米晶PTX-PDA-ALN-NCs与纳米粒PTX-PDA-ALN-NPs相比,制备较为简单,只需将含有药物的有机相倾倒于水相,操作简单有利于工业化生产。且纳米晶有机相为乙醇,而纳米粒有机相为丙酮,从药物安全方面来考虑,依旧是纳米晶较好。在体外释放及细胞实验中,两者没有显著差异,但从体内药效实验来看,纳米粒的药效较好(抑瘤率:82.51%vs 72.09%)。PTX-PDA-ALN-NCs 与 PTX-PDA-ALN-NPs 均是具有潜力和研究价值的靶向纳米药物,两者之间为何会有药效学差异,以及差异是否与聚多巴胺在纳米晶与纳米粒表面包覆效果不同有关,这些问题值得进一步深入探索考察。