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口服给药对于大多数病人来说是最容易接受的给药方式,但是目前临床上应用的很多药物由于口服生物利用度极低而不能采取口服给药的方式。纳米技术的应用可显著提高药物的成药性,使得传统上不可能用于口服的一些药物可以用于口服,且纳米粒经过修饰之后可使其亲和性增加,显著改善纳米粒的吸收情况。OCTN2（Organic cation/carnitine transporter 2）广泛分布于肠道,主要介导L-肉毒碱的摄取及多种有机阳离子的转运,具有重要的生理学意义,可以作为口服药物递送的一个理想靶点。基于此,本课题前期研究将L-肉毒碱与硬脂酸共价连接,用于修饰聚乳酸-羟基乙酸（poly（lactic-co-glycolic acid）,PLGA）纳米粒,制成L-肉毒碱修饰纳米粒,经初步的口服药动学评价,发现可以有效提高纳米粒所包载药物的口服生物利用度。本课题在前期研究基础上,以紫杉醇为模型药物,采用乳化溶剂挥发法制备一系列L-肉毒碱修饰密度不同的纳米粒（5%LC-PLGANPs、10%LC-PLGANPs、20%LC-PLGANPs、40%LC-PLGANPs）,并且从纳米粒形态、粒径及分布、Zeta电位、包封率和载药量、体外释放行为、稳定性等方面对纳米粒进行表征。以Caco-2细胞为模型,考察L-肉毒碱修饰比例不同的纳米粒摄取情况。结果显示,10%LC-PLGANPs的摄取效率最高。说明L-肉毒碱的修饰存在一个最佳比例,可以使纳米粒与OCTN2有效对接,最大化地提高摄取效率。考察L-肉毒碱修饰纳米粒在Caco-2细胞中的摄取机制。结果显示,L-肉毒碱修饰纳米粒的摄取和结合过程均呈现Na+依赖性、且可以被游离的L-肉毒碱所抑制,显示其OCTN2依赖的性质:此外,L-肉毒碱修饰纳米粒在Caco-2细胞上是以多种内吞机制参与的方式进入细胞的,由此说明L-肉毒碱修饰纳米粒在Caco-2细胞上是以一种OCTN2介导的内吞方式摄取的。结合分子动态模拟实验,考察Na+在L-肉毒碱修饰纳米粒摄取过程中的作用。结果显示,L-肉毒碱修饰纳米粒在Na+存在下,可以显著降低结合能,说明Na+在L-肉毒碱修饰纳米粒的摄取过程中扮演重要角色。初步研究了 L-肉毒碱修饰纳米粒对OCTN2活性的调控,结果显示在L-肉毒碱修饰纳米粒的摄取过程中虽然消耗了一部分蛋白质,但这种现象是可以逆转的,并不会对细胞功能造成影响。在组织水平进一步考察L-肉毒碱修饰纳米粒的摄取机制。结果显示,相对于未修饰的纳米粒,L-肉毒碱修饰纳米粒可以增加纳米粒在肠道的摄取,而且具有Na+依赖的、可以被游离L-肉毒碱所抑制的特点,此外,L-肉毒碱修饰纳米粒以多种内吞机制参与的方式进入细胞。因此,L-肉毒碱修饰纳米粒在组织水平也是以OCTN2介导的内吞方式摄取的。在整体动物水平考察L-肉毒碱修饰比例不同的纳米粒的口服药动学行为,结果与细胞水平结果一致,10%LC-PLGANPs的口服吸收效果最好,相对于PLGANPs可以增加3.22倍;且10%LC-PLGANPs的吸收可以被游离的L-肉毒碱所抑制,说明在整体动物体内,L-肉毒碱修饰纳米粒可以靶向OCTN2以提高口服吸收。构建肠系膜淋巴结扎大鼠模型考察L-肉毒碱修饰纳米粒吸收后进入循环系统的机制。结果发现,L-肉毒碱修饰纳米粒在肠系膜淋巴结扎大鼠模型中口服生物利用度降低85.1%,而未修饰的纳米粒降低37.2%。结果说明,相对于未修饰的纳米粒,L-肉毒碱修饰纳米粒经吸收后更多的保持纳米粒完整形态,从而经淋巴转运途径进入体循环。L-肉毒碱可以被OCTN2和ATB0,+以不同的亲和性所转运,我们通过摄取抑制实验、共定位实验等发现L-肉毒碱修饰纳米粒可以双靶向OCTN2和ATB0,+。ATB0,+在结肠癌部位高表达,我们发现OCTN2在结肠部位也高表达,基于L-肉毒碱修饰纳米粒可以双靶向OCTN2和ATB0,+的特点,我们选取正常结肠细胞和结肠癌细胞初步研究了 L-肉毒碱修饰纳米粒应用于结肠癌靶向药物递送的可能性。结果发现,L-肉毒碱的修饰作用可以显著增加纳米粒在结肠癌细胞的摄取,有效提高所包载5-氟尿嘧啶对结肠癌细胞的杀伤作用,以及对3D肿瘤球的抑制效率。