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背景维生素E的水溶性衍生物(TPGS)是一种高效的乳化剂、增溶剂、吸收促进剂,不仅可以提升纳米材料的包封率,还可以控制药物释放,同时在纳米颗粒表面构成空间位阻,对纳米颗粒起到保护作用。新型TPGS (TPGS2k)在维持高效的乳化作用的同时,加长的亲水侧链更有利于药物酸性环境的释放,维持纳米粒稳定,延长循环滞留时间,降低肝脏蓄积。TPGS2k所携带的亲酯性的维生素E(α-TOS)头部,被认为是P-糖蛋白介导的多药耐药的抑制剂,广泛用于多药耐药逆转的研究。实验目的本研究采用mPEG2k和α-TOS为材料合成TPGS2k,使用合成的TPGS2k为乳化剂,进一步修饰PLGA纳米颗粒,并加载模式药物SN-38。对合成的纳米颗粒进行必要的理化表征,并探究其对耐药细胞株的抗癌效应。同时,从摄取、外排、耗氧等方面,初步探究修饰后的纳米材料的作用机制。实验方法材料制备：参照公开发表的方法合成TPGS2k,并进行傅里叶红外和核磁共振检测,进行结构确证。使用合成TPGS2k,利用乳化溶剂挥发法合成纳米粒,并采用扫描电子显微镜、动态光散射仪、X射线衍射仪、差示扫描量热等进行形态和理化确认。利用紫外分光光度法对纳米颗粒的载药率、包封率和体外释放进行检测。安全性评价：利用WST-1试剂盒检测TPGS2k和纳米粒对细胞生存能力的影响,使用AnnexinV-FITC/PI试剂盒进行凋亡检测,探究材料所引发的细胞死亡是由毒性引发还是由凋亡所引起。机理研究：制备载香豆素-6的纳米颗粒,同游离香豆素-6进行对比,使用共聚焦显微镜观察材料的入胞情况。制备载罗丹明-123的纳米颗粒,同游离的罗丹明-123进行对比,使用共聚焦显微镜观察材料对外排作用的影响。使用透射电镜观察纳米粒对细胞和线粒体形态的影响,使用XF96线粒体检测试剂盒检测纳米粒对细胞耗氧的影响。实验结果1.傅里叶红外和核磁共振结果显示,本研究成功合成了TPGS2k。使用TPGS2k修饰的PLGA纳米粒,表面光滑,无团聚现象,粒径分布较均匀,大都在100纳米左右。XRD和DSC证明了纳米粒的成功合成和药物的非晶体形态。纳米粒包封率为83.6%,载药率为7.35%,均达到了较高水平。体外药物释放显示,在酸性环境下释放较好,并且可以实现药物的持续释放可避免毒副作用。2.WST-1实验结果显示,各处理组细胞生存率均超过70%,达到了较高水平,表明材料毒性较低。AnnexinV-FITC/PI检测结果显示,材料所引起的细胞死亡,大都以细胞凋亡形式引发,进一步印证了材料的安全性。3.通过共聚焦显微镜观察,纳米粒能够增加细胞摄取(2 h时提高141.5%),同时抑制P-gp对底物的外排。进一步研究表明,纳米颗粒逆转P-g介导的多药耐药,与影响线粒体形态,干扰线粒体功能,抑制线粒体有氧呼吸,降低能量产生等有关。结论本研究成功合成了TPGS2k并制备了TPGS2k修饰的PLGA纳米粒(TPGS2k/PLGANPs、TPGS2k/PLGA/SN-38 NPs)。TPGS2k/PLGA NPs在酸性环境下释放较好,能够显著提高细胞对P-gp底物摄取、降低外排,显著提高抗癌效应,为作为P-gp底物的抗癌药物的应用提供了实验基础。