以碳纳米管为载体的2-甲氧基雌二醇抗肿瘤效果的初步研究

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碳纳米管(Carbon Nanotubes)是一种新型的碳族材料,于20世纪90年代由日本科学家所发现。研究者发现碳纳米管具有中空结构,比表面积大,具有靶向性且生物相容性好等特点,适合作为新型的药物递送系统载体。2-甲氧基雌二醇(2-methoxyestradiol,2ME)是雌二醇在体内的代谢产物,其对肺癌、胃癌、前列腺癌、乳腺癌等均有很好的抑制效果。但是2ME生物利用度低,在体内容易代谢为没有活性的化合物。因此,为了提高2ME抗肿瘤效果和增加靶向性,我们将2ME负载于碳纳米管(SWCNTs)表面构建药物递送系统2ME-SWCNTs。   由于碳纳米管在生产过程中会引入金属颗粒和无定形碳等杂质,且这些杂质会对细胞及生物组织产生毒性,同时碳纳米管在水中分散性差。为了克服这些缺点,我们采用发烟硫酸/浓硝酸混酸体系氧化碳纳米管,并抽滤真空干燥。TEM检查其形态发现,酸处理后杂质消失,缠绕程度下降,长度变短。   2ME为脂溶性药物,不易连接到碳纳米管表面,但有丰富的π键,可以与碳纳米管通过π-π相互作用装载于碳纳米管内部或外部表面。据此我们采取沉淀修饰法并采用紫外分光光度计计算了最佳载体和药物的配比及载药率。发现当药物和载体比例1∶1的时候载药率最高,达33.0%。我们又评价了其体外缓释效果,2ME-SWCNTs组24h累计释放率为99%以上,而2ME组在4h累计释放率达到了96%。   我们把碳纳米管加入HCT116细胞共同孵育24h,然后送电镜观察。结果显示碳纳米管能进入细胞及细胞器。又用CCK-8(Cell Count Kit-8)方法评价载体SWCNTs、2ME和药物递送系统2ME-SWCNTs对肿瘤细胞的抑制作用。结果表明,单独载体对细胞抑制作用不大;在2ME浓度大于6μg/mL时,药物递送系统2ME-SWCNTs抑制肿瘤的效果明显优于2ME组。原因之一可能是SWCNTs能携带药物进入细胞。   我们利用斑马鱼考察了2ME-SWCNTs在体内抗肿瘤活性。把转基因斑马鱼胚胎放入含药物递送系统2ME-SWCNTs(2μM2ME)的养殖水中。孵育15h后发现,斑马鱼的新生血管被抑制,而SWCNTs组并没有出现这种情况。说明2ME-SWCNTs能抑制新生血管生成。同时我们检测了血管生成基因VEGF和D114的表达情况,结果显示基因VEGF和D114均出现下调。我们又将染色的HCT116细胞注入斑马鱼幼鱼体内。我们发现细胞能够引起斑马鱼肠下静脉的新生出芽,并在斑马鱼体内形成肿瘤团块,并且基因VEGF和D114也出现高表达。给与药物治疗后,斑马鱼体内的肿瘤细胞减少,荧光面积减弱。表明药物递送系统2ME-SWCNTs体内能够抑制肿瘤。由此,我们得出结论,药物递送系统2ME-SWCNTs是一种极具有前景的治疗肿瘤的方法。
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