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针对化疗药物在癌症治疗过程中存在生物效应差,不能直接进入发病组织,对肿瘤细胞缺乏靶向性和毒副作用强等问题。本论文以AAP(V)作为研究对象,采用响应面设计优化AAP(V)-CDDP配合物的合成工艺,并进行结构表征。同时合成了FA-AAP(V)-CDDP配合物,在体内建立裸鼠移植瘤模型对其抗肿瘤活性进行评价;应用体外 MTT 染色法、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)、HE染色、免疫组化和免疫印迹法对FA-AAP(V)-CDDP体外和体内抑制肿瘤增殖活性及其毒副作用进行研究,并揭示了其抗肿瘤机制。 通过超声波处理制备的不同分子量 AAP 与顺铂形成的配合物,发现AAP-CDDP发挥抑制宫颈癌HeLa和结肠癌LoVo肿瘤细胞增殖活性与其配合顺铂量密切相关,相关系数R2分别为0.8775和0.9132;其中AAP(V)-CDDP具有最强的抗肿瘤细胞增殖活性。 采用气质联用(GC-MS)、红外光谱(FT-IR)、核磁共振光谱(NMR)对AAP(V)的理化性质和化学结构进行分析,结果表明AAP(V)为一种具有高分支结构的葡聚糖,粘均分子量为4.50 × 103,其所含鼠李糖、葡萄糖、木糖、甘露糖和半乳糖的摩尔比为0.3:17.1:0.3:3.1:63.2,通过进一步对AAP(V)甲基化分析,并利用 NMR 对其糖残基的连接方式进行分析, AAP(V)中含有→6)-α-D-Galp-(1→、-Manp-(1→、→3, 4)-α-D-Manp-(1→、→3)-α-D-Manp-(1→和→6)-α-D-Glcp-(1→等残基。 采用“one pot”法合成 AAP(V)-CDDP 配合物,利用响应面设计对AAP(V)-CDDP合成工艺进行优化,得到最佳合成条件为:反应温度56.9℃、反应时间1.8 h、反应pH7.7、多糖与顺铂的质量比为6:1,所得到的AAP(V)与CDDP配合率为95.9 ± 0.1%。结果证实了AAP(V)-CDDP的合成过程中羟基基团参与了配位反应。通过红外光谱( FT-IR )、核磁共振光谱( NMR )对FA-AAP(V)-CDDP进行结构表征,Zetasizer测得其粒径为178.0 ± 0.4 nm(PDI=0.2),表面电位为-20.0 ± 1.0 mV,FA-AAP(V)-CDDP中叶酸含量为13.8 ± 0.3%,制备FA-AAP(V)-CDDP中CDDP具有一定的缓释作用,同时在小鼠机体血液中具有更长的循环时间。 AAP(V)-CDDP和FA-AAP(V)-CDDP引起的溶血率较低,均低于5.0%,体外细胞摄取实验证实,与AAP(V)-CDDP相比,HeLa细胞对FA-AAP(V)-CDDP的摄取率提高了2倍~11倍,体外抗肿瘤细胞增殖实验表明FA-AAP(V)-CDDP 对HeLa细胞和LoVo细胞的IC50值分别为3.1μg/mL和3.7μg/mL。通过体内建立HeLa裸鼠移植瘤模型,发现与CDDP相比,FA-AAP(V)-CDDP能够显著增强裸鼠器官指数、提升抗氧化酶系SOD、CAT、GSH-Px和LDH的活性,并能够降低器官和血清中脂质过氧化反应的标志性产物MDA的水平;并且发现FA-AAP(V)-CDDP能够减轻顺铂对裸鼠血液中白细胞数量、红细胞数量、血小板数量和网织细胞比率的影响;FA-AAP(V)-CDDP能够改善顺铂对裸鼠机体免疫功能的损害,此外FA-AAP(V)-CDDP能够改善顺铂对裸鼠肾脏功能的损害,同时发现FA-AAP(V)-CDDP能够显著改善顺铂在裸鼠机体中的分布累积,主要是减少顺铂在主要脏器的分布,增加了其在肿瘤组织中的累积,与游离CDDP相比,累积量提高了49.5%,推测FA-AAP(V)-CDDP通过改善顺铂药物分布而降低顺铂对机体产生的毒副作用,FA-AAP(V)-CDDP能够潜在降低裸鼠血清中CEA、SCC-Ag和CYFRA21-1等肿瘤标志物水平;推测其可能通过降低血清肿瘤标志物的水平而控制肿瘤的发展进程。 FA-AAP(V)-CDDP能够显著控制裸鼠体内移植瘤瘤体积的增长速率,抗肿瘤活性强弱顺序为:FA-AAP(V)-CDDP > CDDP > FA+ FA-AAP(V)-CDDP >AAP(V)-CDDP>AAP(V)。其中FA-AAP(V)-CDDP和CDDP的抑瘤率没有显著性差异(p>0.05),分别为61.4%和60.9%,HE染色结果表明FA-AAP(V)-CDDP组裸鼠肿瘤周边出现了更多的出血和坏死区,呈片状,可见细胞核碎裂,免疫组织化学和 Western blot 检测结果表明, FA-AAP(V)-CDDP 组肿瘤组织中Bax/Bcl-2比值升高,促进肿瘤组织细胞凋亡;此外,其还能够促进细胞色素c蛋白从线粒体释放,提高活化的Caspase-3蛋白表达水平,从而诱导肿瘤细胞发生凋亡。 本论文研究发现FA-AAP(V)-CDDP可以降低顺铂带来的毒副作用,提升机体免疫活性,应用免疫组化和Western blot技术检测肿瘤组织凋亡相关蛋白的表达水平发现其通过影响线粒体凋亡信号途径相关蛋白表达而诱导肿瘤细胞的凋亡,从而能够更好的抑制肿瘤细胞的增殖。本次研究对于揭示天然多糖顺铂配合物抗肿瘤途径及优势具有一定的理论价值,对进一步开发天然产物作为化疗药物载体具有现实意义。