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研究背景:在女性恶性肿瘤中,宫颈癌是第二位导致女性死亡的恶性肿瘤。迄今为止,宫颈癌的治疗包括手术、放化疗、靶向治疗和免疫治疗等多种策略,但由于肿瘤耐药性和其他一些严重的不良反应,仍需要开发新的策略来提高宫颈癌的治疗效率,同时降低化疗药物的毒副作用。近年来,有大量研究开发出基于纳米材料的药物递送系统。纳米材料可以通过靶向给药和增强通透性/滞留效应(EPR效应)提高放化疗的敏感性,降低全身毒副作用,在宫颈癌的治疗中呈现出巨大的临床应用潜力。两亲性嵌段共聚物在选择性溶剂中可以自组装形成胶束或囊泡,两亲性共聚物作为药物载体应用在静脉给药中时时通常具有一些优点,例如提高药物在水中的溶解度、延长循环时间、增强肿瘤部位的积聚、减少副作用以及提高药物的生物利用度和疗效等。目的:为了提高宫颈癌的治疗效果,降低抗肿瘤药物的毒副作用,本研究旨在构建具有良好生物相容性的两亲性树枝状纳米粒子,分别为两亲性双端树枝状纳米粒子(P(LA12-co-GA4)4-b-PEG-b-P(LA12-co-GA4)4、P(LA6-co-GA2)8-b-PEG-bP(LA6-co-GA2)8)和两亲性单端树枝状纳米粒子(mPEG45-b-P(LA11-co-GA4)4、mPEG45-b-P(LA6-co-GA2)8),将抗肿瘤药物阿霉素(DOX)分别装载入纳米粒子中,用于体内递送。通过构建体外人宫颈癌HeLa细胞系,对纳米药物被肿瘤细胞摄取和抑制肿瘤细胞增殖的能力进行验证。通过构建裸鼠皮下移植瘤模型探究对纳米药物的抑瘤效果和毒副作用,为纳米药物在宫颈癌治疗中的应用提供新的思路。方法:第一部分:两亲性双端树枝状纳米粒子传递阿霉素抑制宫颈癌的作用研究1、合成两亲性双端树枝状纳米粒子P(LA12-co-GA4)4-b-PEG-b-P(LA12-co-GA4)4和P(LA6-co-GA2)8-b-PEG-b-P(LA6-co-GA2)8。将DOX共载到纳米粒子中,获得纳米药物。对P(LA12-co-GA4)4-b-PEG-b-P(LA12-co-GA4)4/DOX和P(LA6-coGA2)8-b-PEG-b-P(LA6-co-GA2)8/DOX通过核磁共振氢谱(1H NMR)、红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)、透射电子显微镜(TEM)等对纳米药物的形态特征、自组装能力、药物负载能力及释放行为进行表征。2、选用人宫颈癌HeLa细胞系,通过体外细胞MTT实验评估纳米药物对HeLa细胞的增殖抑制作用。通过共聚焦显微镜(CLSM)评估细胞对纳米药物的摄取能力。通过溶血实验和蛋白吸附实验验证纳米药物的生物相容性。3、构建裸鼠皮下HeLa异体移植瘤评估价纳米药物在体内的抑制肿瘤进展能力,通过各脏器的组织病理学切片对纳米药物的安全性进行评价。第二部分:两亲单端树枝状纳米粒子负载阿霉素抑制宫颈癌的作用研究1、合成两亲性单端树枝状纳米粒子mPEG45-b-P(LA11-co-GA4)4和mPEG45-b-P(LA6-co-GA2)8,将DOX装载入纳米粒子中,得到对应的纳米药物mPEG45-b-P(LA11-co-GA4)4/DOX和mPEG45-b-P(LA6-co-GA2)8/DOX。1H NMR、FT-IR、GPC、TEM等对合成的纳米药物进行组装性能、药物负载能力、药物释放能力方面进行系统表征。2、通过体外细胞MTT实验评价纳米药物的细胞毒性作用,通过CLSM检测肿瘤细胞摄取纳米药物的能力。通过溶血实验和蛋白吸附实验证明纳米药物的生物安全性。3、构建裸鼠皮下HeLa异体移植瘤评估价纳米药物在体内对肿瘤发展的抑制作用,通过各脏器的组织病理学切片评价纳米药物对其他脏器的毒性作用。结果:第一部分:两亲性双端树枝状纳米粒子传递阿霉素抑制宫颈癌的作用研究1、成功合成两亲性双端树枝状纳米粒子P(LA12-co-GA4)4-b-PEG-b-P(LA12-co-GA4)4和P(LA6-co-GA2)8-b-PEG-b-P(LA6-co-GA2)8,粒径大小分别为271.2±1.03 nm和151.5±1.97 nm,通过透射电子显微镜(TEM)观察到纳米粒子的球形形貌,且可以在生理环境下(p H=7.4)保持稳定性。载药率(DLC)分别为2.33±0.2和4.16±0.1,载药效率(DLE)分别为11.54±0.8和20.99±0.4。2、细胞摄取实验结果显示,P(LA12-co-GA4)4-b-PEG-b-P(LA12-coGA4)4/DOX组显示出更高的荧光强度,被HeLa细胞的摄取能力更强。MTT实验结果表明,P(LA12-co-GA4)4-b-PEG-b-P(LA12-co-GA4)4/DOX对HeLa细胞的增殖抑制作用更高。通过溶血试验和蛋白吸附实验,评估纳米粒子和纳米药物对红细胞没有明显的溶血活性。3、成功构建裸鼠HeLa移植瘤,P(LA6-co-GA2)8-b-PEG-b-P(LA6-coGA2)8/DOX肿瘤抑制能力能好,治疗过程中小鼠体重波动较小,各脏器病理切片显示无明显毒性。第二部分:两亲单端树枝状纳米粒子负载阿霉素抑制宫颈癌的作用研究1、mPEG-b-P(LA11-co-GA4)4和mPEG-b-P(LA6-co-GA2)8共聚物均可以在PBS中形成纳米胶束,粒径分别为84.1±3.03 nm和76.5±4.02 nm。通过TEM可以观察到聚合物形成球形的纳米粒子,并且通过稳定性测试验证纳米粒子在PBS溶液中的组装稳定性。DLC分别为4.52±0.1和8.85±0.1,DLE分别为22.9±1.0和44.4±1.0。mPEG45-b-P(LA11-co-GA4)4/DOX的药物释放速率更高。2、MTT实验结果显示,P(LA12-co-GA4)4-b-PEG-b-P(LA12-co-GA4)4/DOX对HeLa细胞有更明显的增殖抑制作用。细胞摄取实验中,mPEG45-b-P(LA11-coGA4)4/DOX的摄取能力更强。血液相容性测试和蛋白吸附检测证明了其在体内血液循环的安全性。3、在体内肿瘤抑制实验中,mPEG45-b-P(LA11-co-GA4)4/DOX组的治疗效果更好,且治疗过程中小鼠体重变化趋势增长较稳定波动较小,各脏器病理切片均未见明显异常。结论:1、成功构建了两亲性双端树枝状纳米药物P(LA12-co-GA4)4-b-PEG-bP(LA12-co-GA4)4/DOX、P(LA6-co-GA2)8-b-PEG-b-P(LA6-co-GA2)8/DOX和两亲性单端树枝状纳米药物mPEG45-b-P(LA11-co-GA4)4/DOX、mPEG45-b-P(LA6-coGA2)8/DOX。2、两亲性树枝状纳米药物均可以在一定程度上抑制肿瘤生长。3、两亲性树枝状纳米药物可在肿瘤部位选择性聚集,并有效降低全身不良反应。4、两亲性单端树枝状纳米药物具有更强的肿瘤抑制能力,为纳米药物在化学治疗方面的临床应用提供了理论基础。