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目的: 研究G3-C12多肽修饰的载喜树碱纳米粒抗前列腺癌的体内外疗效和降低包载药物中药单体喜树碱的毒副作用,探讨其体内外的靶向分布,揭示其药理学机制,为喜树碱能更有效更安全的应用于抗前列腺癌的治疗及中药单体结合纳米新型靶向制剂抗肿瘤研究提供实验基础和理论依据。 方法: 1.体外增效实验研究 体外培养前列腺癌两株细胞DU145和PC-3,依据实验要求分5组:喜树碱组(CPT)、非靶向喜树碱组P(OEGMA-CPT)、靶向喜树碱组P(OEGMA-CPT-G3/C12)、空载体组P(OEGMA-OH)、生理盐水组。通过MTT方法观察不同时间段对DU145和PC-3前列腺癌细胞的生存增殖抑制情况;采用碘化丙啶染色法通过流式细胞仪检测,观察对癌细胞周期抑制情况;采用AnnexinⅤ-FITC/PI试剂双染色法研究对癌细胞凋亡的影响;通过细胞划痕实验,分析药物对肿瘤细胞贴壁生长迁移能力的影响。 2.体内增效实验研究 接种造模,建立前列腺癌荷瘤裸鼠模型,5组裸鼠采用尾静脉注射给药观察,对裸鼠生长的肿瘤体积进行测量,绘制肿瘤生长曲线,记录每组裸鼠的体重。分析各药组裸鼠的肿瘤生长情况。 3.减轻毒副作用实验研究 将30只BALB/c雄性小鼠随机分为五组,进行动物毒性实验评价。称量体重记录小鼠生长情况;用4%的多聚甲醛固定、瑞氏染色(Wright)方法光学显微镜下观察小鼠骨髓抑制情况;采用流式细胞术方法检测对小鼠骨髓细胞周期的毒性影响;收集尿液,全自动生化仪检测尿生化指标。取膀胱组织测湿重量/体重量指标观察膀胱组织炎症、水肿的程度变化。采用HE病理染色观察膀胱上皮、黏膜及水肿的情况。采用免疫组化(IHC)检测小鼠膀胱组织炎症因子TNF-α的表达。 4.纳米粒药物靶向实验研究 通过流式细胞术和激光共聚焦实验来观察细胞摄取药物的能力;建立荷瘤小鼠模型,裸鼠肿瘤生长到0.4 cm3后,进行小动物活体成像实验,分别于各时间段将各组裸鼠置于小鼠活体成像仪中观察其体内荧光分布的情况,之后取出小鼠心、肝、肺、脾、肾、肿瘤组织,将置于成像仪中观察各离体组织的荧光分布情况。 结果: 1.P(OEGMA-CPT-G3/C12)组对前列腺癌细胞的抑制均呈时间、浓度双重依赖性,同一时间癌细胞的抑制率随着药物浓度及培养时间的增加而增加(P<0.05),对细胞的毒性明显强于其他药物(P<0.05)。P(OEGMA-OH)组的细胞存活率均在85%-96%之间,表明空载体药物无毒性,有良好的生物相容性。细胞周期实验:与其它各组比较,靶向纳米粒组有更多的细胞被阻滞于S期(65.08±2.37)(P<0.01)。细胞凋亡实验:三组药物作用后P(OEGMA-CPT-G3/C12)组对癌细胞凋亡作用最显著,有统计学意义(P<0.01)。细胞迁移实验:通过细胞划痕实验提示靶向P(OEGMA-CPT-G3/C12)组抑制肿瘤细胞的迁移效果最明显(P<0.01)。 2.P(OEGMA-CPT-G3/C12)组降低荷瘤裸鼠的肿瘤体积最明显(P<0.01),且三组给药组之间抑瘤率也明显不同(P<0.05),同时记录五组荷瘤裸鼠的体重变化情况,三组给药组与control组比较,P(OEGMA-CPT-G3/C12)组裸鼠体重减轻不明显(P>0.05),而CPT组小鼠体重下降最多(P<0.05)。 3.针对小鼠体重、进食量的观察结果来看,与CPT和P(OEGMA-CPT)组相比,P(OEGMA-CPT-G3/C12)组下降不明显,且P(OEGMA-CPT-G3/C12)组也未明显的引起骨髓细胞抑制;与Control组相比,给药后小鼠隐血、白细胞酯酶指标及膀胱湿质量、膀胱湿质量/体重量值,P(OEGMA-CPT-G3/C12)组均无明显变化(P>0.05);HE病理染色CPT和P(OEGMA-CPT)组均出现炎症,而P(OEGMA-CPT-G3/C12)组膀胱上皮组织未出现明显损伤,黏膜水肿不突出;免疫组化(IHC)检测P(OEGMA-CPT-G3/C12)组的小鼠膀胱组织炎症因子TNF-α的表达量,与control组比较无显著差异(P>0.05)。 4.体外细胞摄取药物的能力观察,表明靶向P(OEGMA-CPT-G3/C12)组摄取量明显多于其它组;体内实验裸鼠尾静脉注射给药后,随着给药时间的增加,P(OEGMA-G3/C12-Cy5)组的肿瘤组织荧光强度明显强于P(OEGMA-Cy5)组,离体的组织分析来看,P(OEGMA-G3/C12-Cy5)组药物更多集聚于肿瘤部位,其他组织脏器分布荧光偏弱。 结论: 靶向P(OEGMA-CPT-G3/C12)药物增强了抗前列腺癌的疗效,且减轻包载药物喜树碱本身对正常组织、生理系统如消化、泌尿、造血等的毒副作用,可使药物更好的靶向释放到肿瘤组织,显示良好的靶向性和安全性,达到持久稳准安全的抗癌作用,为有效、毒性的中药单体药物应用带来新的发展前景和突破,使之能更好的应用于临床研究。