肿瘤微酸环境敏感型仿生脂质体递药系统的研究

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gudujian13
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理想的药物递送系统应具有较好的生物相容性、较长的体内循环时间、靶向性和环境响应性等特点。然而,普通的纳米载体在进入血液循环后易被网状内皮系统吞噬,导致纳米粒的快速清除。因此,近年来研究者构建了一种红细胞膜包裹的仿生药物载体,可有效降低其免疫原性,延长体内循环时间。但是红细胞膜包裹的纳米载体在到达靶向部位后,完整的红细胞膜会限制负载药物的有效释放,阻碍靶细胞的摄取。为此,本课题利用澳洲茄边碱(Solamargine,SM)和胆固醇琥珀酸单酯(Cholesteryl hemisuccinate,CHEMS)设计出了一种环境响应性的红细胞膜包裹的脂质体(RBC-S-C-LIP)。此脂质体保留了红细胞膜递药系统的长循环作用,且能在到达肿瘤微酸部位时利用CHEMS调节SM的释放,释放的部分SM与外层红细胞膜上胆固醇相互作用,导致红细胞膜破损乃至脱落,从而使得内核脂质体(S-C-LIP)更好地发挥其功能:1)表面糖基暴露,能够与肿瘤表面受体特异性结合,增强肿瘤细胞的摄取;2)与肿瘤细胞膜表面胆固醇相互作用,使脂质体通过脂筏介导的内吞作用逃逸溶酶体,且其具有良好的肿瘤渗透性;3)调节肿瘤免疫微环境,达到更好的治疗效果。第一部分成功制备了RBC-S-C-LIP。通过考察S-C-LIP中SM的体外释放,证明CHEMS可以在不同p H条件下调节SM的释放量,筛选出当卵磷脂(PC)与CHEMS的摩尔比为10:6时是此脂质体的最优处方用量。激光粒度仪的结果显示,与S-C-LIP相比,RBC-S-C-LIP粒径增大,且表面电位也与红细胞膜囊泡相似,证明红细胞膜成功包覆在脂质体上。通过透射电镜观察到RBC-S-C-LIP具有明显的核-壳结构,且观察到能与红细胞胞外结构域特异性结合的纳米金吸附在脂质体周围,进一步说明红细胞膜的成功包裹以及包裹方向的正确性。荧光共定位实验发现红色荧光标记的红细胞膜与绿色荧光标记的脂质体几乎重叠,也证明了红细胞膜的成功包裹。通过十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳研究其蛋白质的表达情况,结果显示RBC-S-C-LIP和红细胞膜的蛋白条带基本一致,表明在制备脂质体的过程中红细胞膜上的相应蛋白得到良好保留。RBC-S-C-LIP在4℃放置72 h后,显示出良好的稳定性。此外,探究了此脂质体是否能在肿瘤微酸环境中具有p H响应性,在p H 6.5条件下,SM的体外释放量明显增多;透射电镜也观察到脂质体结构发生一定的改变。上述研究结果证明成功制备了一种红细胞包裹的脂质体,且该脂质体在微酸条件下具有p H响应性,能够与红细胞膜相互作用,造成红细胞膜不稳定。然后对RBC-S-C-LIP的体外功能进行了探究。使用荧光显微镜和流式细胞术检测了巨噬细胞RAW264.7对红细胞膜包裹脂质体的摄取,发现与普通脂质体相比,巨噬细胞对红细胞膜包裹脂质体的摄取明显减少。使用人前列腺癌细胞PC-3摄取实验来考察其体外靶向性,发现当S-C-LIP中SM和PC的摩尔比增大到1:20时,PC-3细胞的摄取量不再明显增加,此比例为靶向的最优比例;RBC-S-C-LIP在p H 6.5条件下细胞摄取量也明显增多。荧光共定位实验证明RBC-S-C-LIP在p H6.5的条件下主要依靠脂筏的途径进入细胞,逃避了溶酶体,较多地运输到高尔基体和内质网。因此,建立3D肿瘤球模型进一步探究此脂质体对肿瘤的渗透性,含有SM的脂质体的肿瘤渗透性明显增强。综上,RBC-S-C-LIP在体外具有良好的肿瘤靶向性和肿瘤渗透性。选取紫杉醇(PTX)为模型药物,进一步考察载药后的体外药效和体内功能。首先对红细胞膜包裹的紫杉醇脂质体(RBC-S-C-LIP/PTX)进行了表征,测得粒径为105±2.64 nm,PDI为0.054。通过透射电镜观察到RBC-S-C-LIP/PTX具有特征性的核-壳结构。同时,制得的脂质体包封率为(94.17±1.31)%,且具有良好的稳定性。体外释放曲线显示红细胞膜包裹的脂质体具有更好的缓释性。在药代动力学实验中,RBC-S-C-LIP/PTX具有体内长循环能力。在体外药效实验中发现,SM与紫杉醇协同使用的脂质体显示出更好的抑制肿瘤增殖作用。活体成像实验、肿瘤切片和组织分布实验都显示出RBC-S-C-LIP/PTX在肿瘤部位富集更多,具有更好的体内靶向性。使用体内药效实验探究RBC-S-C-LIP/PTX对荷瘤小鼠的治疗效果。结果显示,RBC-S-C-LIP/PTX具有最佳的治疗效果。通过血清生化指标、组织切片和溶血实验证明了此载体没有明显的毒副作用,具有良好的安全性。接下来分析了RBC-S-C-LIP/PTX在治疗肿瘤过程中SM发挥的肿瘤免疫微环境调节作用。通过免疫荧光分析显示,游离的SM能诱导肿瘤细胞钙网蛋白(CRT)暴露,Western blot实验也显示出经过SM处理后,肿瘤细胞膜上的CRT显著上调。使用流式细胞术进一步分析了肿瘤微环境中免疫细胞的浸润情况,结果发现肿瘤处的树突状细胞(DCs)、辅助性T细胞、细胞毒性T细胞(CTLs)、NK细胞的比例增加;骨髓来源的抑制性细胞(MDSCs)的比例显著下调,肿瘤相关巨噬细胞中M1型巨噬细胞也相对增多。与其他治疗组相比,RBC-S-C-LIP/PTX增加了肿瘤中免疫刺激性细胞因子(IL-2、IL-12和IFN-γ)的分泌,同时降低了免疫抑制性细胞因子(TGF-β和IL-10)的水平。综上所述,本研究成功制备了一种基于澳洲茄边碱和胆固醇琥珀酸单酯的红细胞膜包裹的肿瘤微酸环境响应型仿生载体。此脂质体可以延长药物在体内的循环时间,当到达肿瘤微酸环境后,表面红细胞膜出现破损乃至脱落,内核脂质体的表面糖基暴露,增加了肿瘤细胞对该脂质体的摄取。同时,该脂质体通过脂筏介导的内吞途径进入细胞,逃避溶酶体,且具有良好的肿瘤渗透性。此外,此载体能够刺激抗肿瘤免疫反应,调节免疫抑制性微环境,具有良好的抗肿瘤效果。本研究提出了一种集天然细胞膜功能和天然产物功能于一体的新型递药系统,采用联合治疗的策略,实现了抑制肿瘤的目的,为临床肿瘤治疗提供了理论依据。
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