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人体内的多糖,如糖胺聚糖(glycosaminoglycan)家族,能通过多糖-蛋白质相互作用来影响蛋白质的活性,调节生命过程中的多种信号通路的传递、转导和调控。糖胺聚糖的糖链上存在大量硫酸基,其图案和密度共同调控多糖生物活性。但是,其图案和密度的差异到底会对蛋白活性产生何种影响,在肿瘤细胞的生命活动中其到底扮演何种角色,以此发挥抗肿瘤活性,还有待深入解析。近年来,超顺磁纳米粒子快速发展,其易于制备,尺寸可控等特点使其在细胞分离,靶向药物传递,肿瘤热疗和磁共振成像等领域发挥重要的作用。本研究拟从HS双糖单元中的N-乙酰氨基葡萄糖出发,合成五种N-乙酰氨基葡萄糖,修饰到Fe3O4@SiO2纳米粒子表面,再经硫酸化,得到具有不同硫酸基图案的糖纳米粒子,并以胃癌细胞MGC 80-3为模型,研究这五种硫酸化纳米糖粒子对于肿瘤细胞生长的影响。具体包括以下几方面内容:(1)核壳结构的Fe3O4@SiO2纳米粒子制备首先制备出磁性Fe3O4纳米粒子,包裹二氧化硅,形成壳核结构的Fe3O4@SiO2复合粒子,采用X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),透射电子显微镜(TEM)对纳米粒子的组成和形貌进行了表征。结果表明,通过TEM分析,Fe3O4纳米粒子的平均粒径估计为90-120 nm,而Fe3O4@SiO2纳米粒子平均粒径估计为100-130 nm。同时通过动态光散射(DLS)测试可知Fe3O4纳米粒子水合半径约为152 nm,而Fe3O4@SiO2纳米粒子水合半径为260nm。通过XRD和XPS对纳米粒子的组成进行进一步分析,显示制备出有完整的核/壳结构Fe3O4@SiO2纳米粒子,粒径均一,形貌规整,分散性好。(2)硫酸化糖纳米粒子的制备及其活性评价随后合成五种不同的N-乙酰氨基葡萄糖单体,通过“点击”化学,将具有选择性保护的N-乙酰葡糖胺修饰于预先制备的Fe3O4@SiO2纳米粒子表面,随后硫酸化得到不同硫酸化模式(3,4,6-S、3-S、6-S、3,6-S、4,6-S)的糖纳米粒子。通过透射电镜可知,硫酸化糖修饰后,其平均粒径由110-130 nm增加到160-180 nm。通过TGA分析可知,五种选择性保护的N-乙酰葡糖胺的密度分别为1.35,0.45,0.46,0.50,0.50 nmol/cm2。通过硫酸钡比浊法,可知五种硫酸化纳米糖粒子硫酸化程度分别为63%,69%,69%,64%和66%。MTT实验显示,这些硫酸化糖纳米颗粒可以抑制MGC 80-3癌细胞的生长。为了验证上述现象产生的原因,通过FITC-Annexin V/PI双染实验来测定细胞的凋亡行为,结果表明,在这五种糖纳米粒子中,细胞凋亡的差异与表面糖的硫酸基图案有关,其中3,4,6-位硫酸化糖纳米粒子可诱导细胞发生最为显著的凋亡,其中在200μg/mL浓度下,早期和晚期凋亡率分别为41.7%和34.2%。为了进一步探究凋亡的机制,通过Western Blot实验分析表明,其能够调节胞内Bcl-2/Bax通路的蛋白表达水平,且细胞的凋亡行为呈现浓度依赖关系。