透明质酸修饰载CTD的PLGA纳米粒的构建及抗肿瘤作用

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以毒攻毒是中医治疗癌症的一种重要手段。斑蝥素(CTD)是我国传统大毒中药斑蝥的有效成分,已被证明对多种恶性肿瘤有抑制作用。但是CTD水溶性差、安全范围窄(成人致死量为10-80 mg),限制了其临床应用。构建纳米载药系统具有提高药物水溶性、降低药物毒性、提高生物利用度等优势。在纳米载体表面修饰主动靶向分子配体,可以提高靶向性,增强药物疗效,降低对非靶向性部位的毒性。透明质酸(HA)是一种无毒的靶向配体,在肝癌、乳腺癌、胃癌等细胞表面均有过度表达的HA受体。将CTD与纳米载药系统结合,并在表面修饰主动靶向配体HA,对增强CTD的靶向性和降低毒副作用具有重要意义。构建透明质酸(HA)修饰载CTD的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米粒(HA-PLGA-CTD)载药系统:采用超声乳化溶剂挥发法制备PLGA纳米粒,并利用静电结合原理,将HA吸附在PLGA纳米粒表面。单因素考察水相中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)浓度、PLA(聚乳酸)/PGA(羟基乙酸)配比、PLGA分子量、HA分子量、HA溶液浓度、有机溶剂和投料比对纳米粒的影响,以粒径、电位和包封率为评价指标正交设计优化制备工艺。优化处方为:浓度为1.5%的CTAB溶液,PLA/PGA配比为75/25,PLGA分子量为7000,HA分子量为6700,HA浓度为2%,有机溶剂为丙酮,投料比为20:1。HA-PLGA-CTD纳米粒的表征:(1)激光粒度仪测定纳米粒的粒径、PDI和电位。纳米粒的平均粒径为157.3±7.13 nm,PDI为0.194±0.042,平均电位为-12.7±1.94 mV。(2)电子透射电镜(TEM)观察纳米粒的形貌,纳米粒呈大小均一的球形或类球形。(3)考察纳米粒的稳定性,纳米粒在贮存30天内、稀释50倍、加入牛血清白蛋白(BSA)、0.9%NaCl和200 U/mL肝素钠后,纳米粒的粒径均无明显变化,溶液状态澄清,表明稳定性良好。(4)体外溶血实验考察纳米粒的溶血性,在纳米粒浓度达到2 mg/mL时,溶血率小于5%,表明生物相容性良好。(5)体外透析法考察纳米粒的释放特征,纳米粒在1 h后,累计释放度达到69.23%。在24 h后达到90.47%,释放较为完全。HA-PLGA-CTD纳米粒的体内外抗肿瘤作用研究:(1)建立BALB/c小鼠肝癌H22皮下移植肿瘤模型,将小鼠分为模型组(生理盐水,0.1 mL/10 g)、阳性组(环磷酰胺,20 mg/kg)、CTD原药组(400μg/kg)、PLGA-CTD纳米粒组(非靶向制剂,400μg/kg)和HA-PLGA-CTD纳米粒组(靶向制剂,400μg/kg),尾静脉注射方式,隔天给药。计算肿瘤体积、抑瘤率,HE染色法观察肿瘤组织切片。结果显示,阳性组、CTD原药组、PLGA-CTD纳米粒组和HA-PLGA-CTD纳米粒组的抑瘤率分别为49.83%、47.95%、52.69%和64.89%。与CTD原药组和PLGA-CTD组相比,HA-PLGA-CTD组的肿瘤组织中的肿瘤坏死区域明显变大。(2)采用MTT法考察CTD原药、PLGA-CTD纳米粒和HA-PLGA-CTD纳米粒对人肝癌细胞HepG2、人乳腺癌细胞MCF-7、人肺癌细胞A549的增殖抑制作用。结果显示,作用24 h后,CTD原药对HepG2、MCF-7、A549的IC50分别为4.04±0.17μg/mL、3.54±0.08μg/mL、3.28±0.08μg/mL;PLGA-CTD纳米粒对HepG2、MCF-7、A549的IC50分别为2.71±0.03μg/mL、3.22±0.18μg/mL、2.15±0.43μg/mL;HA-PLGA-CTD纳米粒对HepG2、MCF-7、A549的IC50分别为2.26±0.03μg/mL、2.43±0.13μg/mL、1.83±0.03μg/mL;采用DAPI染色法检测MCF-7细胞的凋亡情况,结果表明,相同浓度的HA-PLGA-CTD纳米粒组更容易引起肿瘤细胞凋亡。结果表明,靶向制剂HA-PLGA-CTD纳米粒可明显增强抗肿瘤作用。HA-PLGA-CTD纳米粒的初步靶向性研究:(1)构建载香豆素-6(C-6)的PLGA纳米粒(PLGA-C-6)和HA-PLGA-C-6纳米粒,PLGA-C-6的粒径为178.87±8.26 nm,浓度为8.06±0.03μg/mL。HA-PLGA-C-6的粒径为185.39±3.43 nm,浓度为7.37±0.01μg/mL。(2)以C-6为模型药物,荧光显微镜和荧光酶标仪考察察HepG2和MCF-7对药物的摄取情况。作用4 h时,HepG2对C-6、PLGA-C-6和HA-PLGA-C-6的摄取率分别为34.55±1.18%、35.93±1.34%、和42.70±0.23%;MCF-7对C-6、PLGA-C-6和HA-PLGA-C-6的摄取率分别为33.51±2.14%、35.15±0.99%、和42.24±5.43%。结果表明,肿瘤细胞对HA-PLGA-C-6的摄取率更高。(3)对肿瘤细胞进行HA预处理,考察纳米粒的入胞机制。作用2 h时,HepG2对HA-PLGA-C-6组和透明质酸预处理组的摄取率分别为46.43±0.08%、31.85±0.98%;MCF-7对HA-PLGA-C-6组和透明质酸预处理组的摄取率分别为37.74±6.27%、30.38±4.60%,预处理后肿瘤细胞对HA-PLGA-C-6纳米粒的摄取率显著减少,表明纳米粒可能是通过细胞表面的受体介导的内吞作用进入细胞,具有靶向性。(4)通过计算小鼠的脏器指数、测定小鼠血清的生化指标、HE染色法检测各脏器的组织病理学切片,比较CTD原药和胶束对小鼠的非靶向器官的毒副作用。结果表明,与原药组和PLGA-CTD组相比,HA-PLGA-CTD组的脾脏脏器指数显著减小。与PLGA-CTD组相比,HA-PLGA-CTD组的肾脏指数显著减小;病理切片结果显示,HA-PLGA-CTD组的心、肝、脾、肾组织损伤均有减轻;HA-PLGA-CTD纳米粒显著降低了小鼠血清中的UA和AST的含量。结果表明,HA-PLGA-CTD纳米粒降低了对小鼠的肝和肾的毒副作用,表明HA修饰纳米粒后,具有靶向性。采用乳化溶剂挥发法制备的HA-PLGA-CTD纳米粒,粒径均一、表面带负电荷、呈大小均一的球形。贮存30天内、稀释50倍、血液中各因素影响条件下稳定性良好。无溶血性,生物相容性良好。在24 h内释放较完全。制得的HA-PLGA-CTD纳米粒可明显增强体内外抗肿瘤作用,降低对脾脏和肾脏的损伤,提高了靶向性。
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