核-卫星纳米药物系统抗肿瘤血管生成和血管生成拟态的研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LITAO14073164
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肿瘤血管生成(angiogenesis)与肿瘤的生长、侵袭、转移、复发及预后密切相关。随着抗肿瘤治疗的深入,一种不同于已知经典的几类肿瘤血管新生的模式的肿瘤血管构造模式被发现-血管拟生成态(vasculogenic mimicry),血管拟生成态是指不依赖内皮细胞的增生而模拟血管壁结构的肿瘤内管状网络形成模式,即由肿瘤细胞形成的血管为肿瘤提供血供。本研究课题构建了一种新的核-卫星(core-satellite)纳米粒递送载体,能够很好地实现抗肿瘤血管及肿血管生成拟态的治疗目的。首先,采用开环聚合法合成Mal-PEG-PLA和CH3O-PEG-PLA聚合物。以两种聚合物一定比例的混合物并嵌入一定量的DC胆固醇(DC-Cholesterol HCl),采用乳化-溶剂挥发法制备装载达沙替尼的核纳米粒(core,~60nm)。然后采用ATRP(Atom Transfer Radical Polymerization)聚合反应合成t-Boc-NH-PEG-C7A-MA和CH3O-PEG-C7A-MA聚合物。随后脱除t-Boc保护基并制备得到巯基吡啶修饰的聚合物,将两种聚合物按一定比例混合物为卫星纳米粒载体材料,采用搅拌-滴加溶剂挥发法制备装载SU5416的卫星纳米粒(satellite,~20nm)。两种分别制备得到的纳米粒按一定比例混合,在p H 7.1 HEPES(0.02M)缓冲液中分别通过纳米粒表面带有的马来酰亚胺基(maleimide group)和巯基(mercapto group)进行纳米粒连接反应,过滤分离,最终得到纯化完毕的核-卫星纳米药物。核-卫星纳米药物粒径为162.9 nm(DLS检测),Zeta电位为0.1 m V。透射电镜(TEM)观察到的纳米粒形态为中间核纳米粒外围绕有一圈粒径较小的卫星纳米粒,纳米粒外观圆整、无黏附聚集。高效液相色谱(HPLC)分析测定达沙替尼载药量为1.06±0.3%,SU5416载药量为0.41±0.05%。纳米药物体外释放动力学在p H 7.4 PBS(0.01M)中稳定且未释放SU5416,在p H 6.7 PBS(0.01M)中则可快速释放出包载的SU5416。其次研究了纳米粒体外摄取及抗血管生成活性和抗血管生成拟态活性的实验,将香豆素-6荧光探针包载在核纳米粒中,Di R荧光探针包载在卫星纳米粒中,分别在p H 7.4和6.5条件下在共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)下观察,弱酸性环境中卫星纳米粒崩解,暴露出纳米粒表面正电荷,显著增加肿瘤细胞对纳米粒的摄取。细胞学实验表明,相比较于p H7.4的中性环境中的纳米粒,在p H 6.7的弱酸性环境中,肿瘤细胞摄取纳米粒的能力较强,这主要归因于当卫星纳米粒崩解后,核纳米粒表面为正电性,增加了肿瘤细胞对核纳米粒的摄取。细胞增殖试验中,实验组浓度条件下,核纳米粒(达沙替尼浓度10-1000 n M)未能对HUVEC细胞及B16F10肿瘤细胞的增殖起到抑制作用。SU5416在1、3、10μM浓度条件下能够显著抑制HUVEC细胞的增殖,但仍未对B16F10肿瘤细胞的增殖起到抑制作用。细胞小管形成实验中,10 n M浓度的达沙替尼纳米药物就已起到了显著抑制肿瘤细胞小管形成的能力,当给药浓度达到100 n M时,肿瘤细胞小管形成抑制率基本已经达到95%以上。对HUVEC细胞,300 n M浓度的达沙替尼有60%抑制率。SU5416对HUVEC细胞小管形成抑制率呈浓度依赖性,当给药浓度达到3μM时能够达到近50%的小管形成抑制率,但无法抑制肿瘤细胞的小管形成。最后对C57BL/6小鼠皮下接种B16F10肿瘤细胞,随后使用纳米药物对荷瘤小鼠进行治疗。通过对给药小鼠的肿瘤体积及体重进行监测,发现相比较于其它实验组,核-卫星纳米药物组抑制肿瘤体积增加的效果更为显著,并通过肿瘤组织免疫组化切片进一步验证了纳米药物抗肿瘤血管及血管生成拟态的作用。本研究首次构建了核-卫星抗肿瘤血及血管生成拟态的纳米递送系统,较为系统地评价了核-卫星纳米药物制作及表征,抗肿瘤血管和抗肿瘤细胞血管生成拟态活性,揭示了纳米递送系统抗肿瘤血管生成治疗同时抗肿瘤细胞血管生成拟态治疗的潜能和意义。
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