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癌症是最常见的恶性疾病之一,由于现代人饮食结构、生活方式的改变、严重的环境污染以及年龄结构老龄化等原因,肿瘤的发生率呈现出逐渐上升的趋势。临床上,化学治疗是最常见的一种癌症的治疗策略。然而,传统的化疗往往使药物暴露于肿瘤外的健康组织,导致严重的药物副作用出现。目前,肿瘤的化疗策略更关注在药物递送系统的安全性和有效性上。 在本研究中,为了治疗效果最大化以及毒副作用最小化的目的,我们设计了一种同时具备主动靶向、被动靶向、pH敏感且具备磁响应的多功能复合载体dendrosomes。磁性pH敏感的复合载体dendrosomes(Mag-pH-DS)是将纳米磁性颗粒和叶酸修饰的树枝状聚合物包载进长循环的pH敏感脂质体。复合载体的肿瘤靶向功能主要通过pH敏感、磁响应以及叶酸的主动靶向作用实现,我们进行了一系列的体内外研究用于确证这些功能的作用。本文研究具体章节如下: 1复合载体Mag-pH-DS的制备和表征 油酸包覆的 Fe3O4磁性纳米颗粒是在碱性条件下用化学共沉淀法制备的。Fe3O4磁性纳米颗粒表面的碱性基团与油酸的羧基相互作用,使油酸包裹在磁性颗粒的外层。油酸包覆的 Fe3O4磁性纳米颗粒分别使用粉末 X射线衍射、傅立叶变换红外光谱、透射电镜和磁滞曲线来表征其形态、大小、表面结构、磁性能。实验结果表明我们成功合成了油酸包覆的Fe3O4磁性纳米颗粒,其粒径小且均匀(约15 nm),单分散性良好,并具有良好的磁性能。 我们成功合成了 G4-RHO-FA,用异硫氰基罗丹明(RHO)和叶酸(FA)基团共价修饰的第4代聚酰胺-胺类树枝状聚合物(PAMAM G4,G4)后,用氢核磁共振谱进行了结构确证,并计算FA、RHO和PAMAM G4的摩尔比例为4.1:3.7:1。 逆向蒸发法用于将磁性纳米颗粒和主动靶向的树枝状聚合物包载进脂质体中。含羧基的二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)和胆固醇琥珀酸单酯(CHEMS)做为pH敏感脂质体外壳的组成材料。制备完成的Mag-pH-DS对G4-RHO-FA具较高的载药率(70.5%),经动态光散射测定颗粒直径约为200 nm。而pH敏感脂质体的平均zeta电位在包载带正电的树枝状聚合物后从-20.2mV变为-5.7 mV。透射电镜和磁聚集效应也在此测定用来表征Mag-pH-DS的形态和磁功能,结果可以看出颗粒大小均一,磁聚集效应良好。 2复合载体Mag-pH-DS的体外评价 复合载体Mag-pH-DS在pH7.4时保持稳定,在弱酸性条件下释放内部的G4-RHO-FA。 G4-RHO-FA在pH7.4中12小时释放不到50%,而在弱酸性条件下8小时之内释放超过80%。 MTT法用于测定修饰的树枝状聚合物和复合载体对HeLa细胞的细胞毒性。在pH6.5时,由于 G4-RHO-FA从复合载体 Mag-pH-DS中迅速释放,与游离的G4-RHO-FA的细胞毒性相似。在pH7.4的条件下,无论高浓度还是低浓度,复合载体Mag-pH-DS显著降低了游离的G4-RHO-FA对HeLa细胞的细胞毒性。 在细胞摄取实验中,叶酸修饰的树枝状聚合物表现出了明显的主动靶向特性。在弱酸性条件下,复合载体 Mag-pH-DS对叶酸受体高表达的 HeLa细胞的(FR+)表现出较好的细胞摄取,这也是因为内部的G4-RHO-FA从复合载体Mag-pH-DS中释放出来后进而促进细胞摄取的缘故。 我们培养了多细胞肿瘤球体用于药物载体的体外渗透性研究,实验结果表明弱酸性环境以及外磁场的应用均能明显促进复合载体Mag-pH-DS对肿瘤球体的渗透能力。 3复合载体Mag-pH-DS的体内肿瘤靶向研究 活体成像技术经常用于研究药物递送系统的靶向性能,避免体内体外出现结果不一致。由于可能在循环过程中被网状内皮系统(RES)清除,或者弱细胞摄取,较差的渗透能力等原因,有些药物载体在体外表现出良好的靶向性能,但是在体内实验中肿瘤部位积聚变得很差。小动物活体成像结果表明复合载体Mag-pH-DS能够有更高的肿瘤部位峰值强度以及更长的体内滞留时间。 复合载体 Mag-pH-DS在荷瘤裸鼠中的组织分布则更准确地研究其在体内的行为。G4-RHO-FA经历很短的滞留时间后经肾代谢清除,而复合载体Mag-pH-DS改变了G4-RHO-FA的代谢和分布,主要经RES丰富的肝脏和脾脏清除。与小动物成像结果一致的是,复合载体 Mag-pH-DS显示了在作用时间和积聚浓度两方面均有明显的肿瘤积聚增强的作用。