新型双亲性蛋白质药物传输系统的构建与应用研究

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近年来,癌症严重威胁着人类健康,目前治疗手段最主要为化学治疗。常见的用于进行化学治疗的药物主要有紫杉醇(PTX)、顺铂、阿霉素(DOX)和吉非替尼等。随着化疗的逐渐普及,其缺点也逐渐显露,其中化学药物广泛的细胞毒性、多药耐药性(MDR)等是治疗癌症过程中最棘手的问题。而基于纳米技术的药物输送载体研究取得了巨大的进展,其中开发稳定性强、溶解度高、载药率高及低免疫原性的药物传输载体是目前利用药物传输体系治疗癌症的重点和难点。疏水蛋白(Hydrophobin)是具有表面活性的小分子量蛋白质,可以在界面自组装形成双亲性蛋白膜,从而改变界面亲疏水性,已有文章报道疏水蛋白可以作为一种新型的药物传输载体。近年来,在枯草芽孢杆菌生物被膜中发现了一种分泌型小分子量疏水蛋白BslA(biofilm surface layer protein)。研究表明,枯草芽孢杆菌疏水蛋白BslA表达产量高,纯化过程简单、易于操作,可实现大规模生产,具有非常大的应用优势和开发价值。本文以紫杉醇为模型药物,探究BslA作为药物传输载体的优势,构建了一种新型的双亲性蛋白质药物传输系统用于恶性肿瘤的治疗。首先,利用分子克隆技术将密码子优化后的bsl A基因构建到大肠杆菌表达载体,利用大肠杆菌表达系统表达BslA蛋白,并利用蛋白纯化技术手段获得高纯度的BslA蛋白。解决了用甲醇诱导酵母系统表达疏水蛋白产生的大规模工业生产受限的难题,克服了使用大肠杆菌系统进行真菌疏水蛋白的表达纯化只能得到包涵体的障碍。其次,利用疏水蛋白BslA双亲性特性,获得稳定分散的粒径在200 nm左右的BslA/PTX药物传输体系。随后,通过使用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪等对构建的药物传输体系进行系列表征。结果显示紫杉醇被BslA高效分散,并以物理吸附的方式结合在一起。最后,利用人乳腺癌细胞MCF-7对该药物传输体系进行了体外细胞活性评估。结果显示,对于MCF-7细胞,单独的BslA无毒性,BslA/PTX及PTX的半数抑制浓度在24 h时分别为7.7 n M及37.6n M,48 h时分别为2.5 n M及12.5 n M,紫杉醇经疏水蛋白BslA修饰后极大的改善了抗肿瘤效果。本文以紫杉醇为模型,利用疏水蛋白BslA特性,成功利用一步法构建出种新型双亲性蛋白质药物传输系统,提高抗肿瘤效果,同时也为其它用于癌症治疗的药物传输体系提供新的思路,具有重大的科学和临床应用意义。
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