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化学治疗是目前临床肿瘤治疗的常用方法之一。然而,传统小分子化疗药物体内选择性低,会导致严重的毒副作用。将小分子抗癌药物与聚合物载体结合构建纳米药物输送系统,具有改善药物的体内运输及代谢过程、提高药物的肿瘤靶向功能、降低毒副作用等优势。树状大分子作为一种常用的药物载体,具有结构确定、分子量分布单分散、易于表面修饰等优势,但部分传统树状大分子,例如聚酸胺-胺(Poly(amidoamine),PAMAM)树状大分子,具有较强的细胞毒性与体内毒性,无法直接应用于人体,必需经过表面修饰。pH响应表面修饰是解决上述问题的方法之一,但肿瘤组织的酸性pH环境仅在肿瘤中晚期才表现明显,提示pH响应型载体在早期肿瘤中的应用受限。而γ-谷氨酰转肽酶(γ-Glutamyl transferase,GGT)在卵巢癌、结肠癌以及肺癌中,无论是在早期还是在晚期,均为高表达。近期已有GGT响应型肿瘤诊断探针被合成并应用,但在国内外,并无GGT响应型药物载体见诸报导。在本论文工作中,我们设计并合成了一种由γ-谷氨酰基团修饰的聚酰胺-胺树状大分子(gGlu-PAMAM),并利用二硫键将抗癌药物喜树碱(Camptothecin,CPT)连接到该新型树状大分子上,构建并获得新型纳米药物输送体系gGlu-PAMAM-S-S-CPT。利用1HNMR对载体及纳米载药体系进行了表征,并利用紫外光谱标准曲线测定得该载药体系的载药率为4.6 wt%。进一步研究显示,该树状大分子在GGT的作用下,其Zeta电势在33 h内由正至负,证明该树状大分子的γ-谷氨酰修饰基团能够在高浓度的GGT的作用下被酶解,进而发生电荷反转。体外细胞毒性实验证实在GGT高表达的人非小细胞肺癌细胞系A549与人结肠癌细胞系HT-29中,载药后的gGlu-PAMAM-S-S-CPT相比于未载药的gGlu-PAMAM载体,具有明显的抗癌活性,尽管相比于CPT原药,gGlu-PAMAM-S-S-CPT的体外抗癌活性有所降低。通过流式细胞仪与激光共聚焦显微镜分析发现,在经过GGT抑制剂偶氮丝氨酸与阿西维辛处理后的A549细胞中,细胞吞噬gGlu-PAMAM的阳性率较未处理的细胞明显下降,进一步证实GGT能够促进A549细胞对gGlu-PAMAM的摄取。ICR小鼠的血浆清除实验表明,相比于未经修饰的PAMAM,gGlu-PAMAM能够在血液循环中较稳定地存在,且未引起明显的毒副作用。体内分布实验发现,在荷A549的移植瘤的裸鼠中,gGlu-PAMAM主要分布在肾脏与肿瘤中,提示该体系具有一定的肿瘤靶向效果。进一步在荷A549移植瘤裸鼠的体内抗肿瘤实验证明,gGlu-PAMAM-S-S-CPT与临床抗癌药物伊立替康体内抑瘤效果相当,且实验中未观察到明显的毒副作用。本论文工作研究首次合成了 GGT响应的电荷反转肿瘤治疗纳米药物体系,并对其体内及体外生物学特性进行了研究,为进一步研制基于肿瘤微环境中过表达酶的酶响应型载药体系提供了新思路与相关实验依据。由于课题实施时间的限制,本研究仅在A549移植瘤裸鼠模型中初步评价了 gGlu-PAMAM-S-S-CPT的体内抑瘤效果,后续我们将对该新型GGT响应电荷反转药物输送体系做更系统、深入的体内研究。