论文部分内容阅读
肺癌的发病率与死亡率居高不下,有效治疗刻不容缓。新兴的纳米药物如雨后春笋般涌现,然而其临床效果远非理想:体内稳定性不佳、循环时间短、肿瘤富集量不高、细胞内吞效果差、细胞内药物释放较缓慢,这些均导致细胞内实际药量低,治疗效果不佳。再者,许多抗癌的蛋白质药物和带负电荷药物具有特异高、系统毒性小的特点,但是由于缺乏有效的载体无法成药或是效果不佳。本论文针对这些问题,设计了一系列细胞内还原敏感可逆交联的具有不对称膜结构的聚合物囊泡纳米载体,实现了亲水抗癌药物如培美曲塞二钠、甲氨蝶呤二钠及蛋白药物颗粒酶B的高效装载和非小细胞肺癌（NSCLC）的靶向治疗。论文研究工作包括两大部分:基于生物相容性优异的接枝聚合物聚乙二醇-b-聚（N-羟丙基甲基丙烯酰胺-g-硫辛酸）（PEG-P（HPMA-LA））和基于含二硫戊环环状碳酸酯（DTC）的两亲性三嵌段聚合物聚乙二醇-b-聚（三亚甲基碳酸酯-co-二硫戊环三亚甲基碳酸酯）-b-聚乙烯亚胺（PEG-P（TMC-DTC）-PEI）的囊泡体系。第二章中,我们设计合成了两亲性共聚物聚乙二醇-b-聚（N-羟丙基甲基丙烯酰胺-g-硫辛酸）-b-聚二甲基氨乙基甲基丙烯酸酯（PEG-P（HPMA-LA）-PDMA）和偶联肺癌靶向分子茴香酰胺（Anis）的聚合物Anis-PEG-P（HPMA-LA）-PDMA,共自组装并装载广谱抗癌药甲氨蝶呤钠盐（MTX·Na）形成载MTX·Na的交联囊泡,用于NSCLC（H460）的靶向治疗。这里,囊泡PEG壳外的Anis可与H460表面上过表达的sigma受体特异性结合,增加细胞内吞量;PHPMA是临床上应用的具有优异生物相容性的水溶性聚合物,其侧链接枝天然抗氧化剂硫辛酸（LA）后变疏水而形成囊泡膜,LA的二硫键可交联囊泡增加其稳定性,交联可在细胞内还原环境解除,快速释放药物。囊泡的内壳PDMA在生理条件下带正电荷,可高效装载带负电荷的MTX,还可通过质子海绵效应帮助囊泡逃离内涵体。该体系中载药量可高达22.0%,载药囊泡消除半衰期为5.24小时,是自由药的18倍;靶向载药囊泡的肿瘤富集量为5.3%ID/g,分别是非靶向及自由药的4.5倍和9倍,并能显著抑制肿瘤的生长,大大延长生存中值。以上载药囊泡的优势都极大的拓展了MTX在生物医用方面的应用。第三章中我们选择带负电荷的丙烯酸（PAA）作为囊泡内壳,探索了该体系装载蛋白质颗粒酶B（GrB）用于荷H460小鼠的靶向治疗。在该体系中蛋白质可定量装载,装载量高达38.6 wt.%,GrB能够被送到H460细胞中,诱导细胞凋亡,尤其是该GrB囊泡纳米药物能够高效渗透到H460肿瘤内部,缩小肿瘤,并不造成毒副作用,有效延长了小鼠的生存期,为蛋白质药物的抗肿瘤应用提供了新方案。生物可降解性是纳米药物成功临床应用的必要条件之一,能够避免体内累积毒性,为此我们设计了基于生物可降解三嵌段聚合物PEG-P（TMC-DTC）-PEI、肺癌主动靶向、还原敏感可逆交联、具有不对称膜结构的聚合物囊泡纳米药物平台技术。该设计中PTMC是FDA批准使用的生物可降解脂肪族聚碳酸酯;DTC是我们自主研制的含有二硫戊环的聚碳酸酯单体,聚合物侧链的DTC和LA一样可赋予囊泡交联稳定性和还原条件下的快速解交联;囊泡内壳低分子量聚乙烯亚胺PEI可高效装载带反电荷的亲水药物,并帮助囊泡逃离内涵体;而囊泡PEG壳外的肺癌靶向基团可选择不同分子。第四章中我们合成了能被NSCLC细胞尤其是H460细胞特异性摄取的环状多肽CC9偶联的聚合物CC9-PEG-P（TMC-DTC）-PEI,制备了高效装载治疗NSCLC的二线化药亲水的培美曲塞（PEM）的交联囊泡（PEM-CC9-RCCPs）,用于荷H460小鼠的靶向治疗。该纳米药物能够显著增强PEM的循环时间（循环时间为5.21小时,而自由药只有0.24小时）和药效,减少其毒副作用,延长了其生存中值（靶向载药囊泡为58天,而非靶向及自由药组分别为36和31天）,同时抗肿瘤活性结果显示其比自由PEM明显的抑制肿瘤生长。第五章中我们选用具有肺癌细胞系选择性穿膜功能的多肽SCPP作为靶向分子,得到表面修饰有SCPP、装载甲氨蝶呤的交联囊泡（MTX-SCPP-PS）,用于荷NSCLC的A549细胞小鼠的靶向治疗。SCPP可特异性介导A549的内吞,还介导直接穿透进入细胞,并帮助部分囊泡逃离内涵体。不管在细胞层面还是动物层面MTX-SCPP-PS均表现出比对照囊泡更优异的细胞毒性及抗肿瘤效果。第六章中我们研究了装载GrB、SCPP介导的该囊泡（GrB-SCPP-PS）在更接近患者真实情况的小鼠原位A549-Luc肺癌模型中的治疗情况。GrB-SCPP-PS治疗大大减少了系统毒性,抑制了肿瘤的转移,使得荷原位肺癌小鼠的生存周期明显比对照组的延长。以上结果揭示了可利用肿瘤细胞特异性的穿膜肽建立肿瘤靶向系统更有利于纳米药物在肿瘤组织的渗透和细胞的内吞。整个论文的研究内容都是围绕研制肺癌主动靶向、细胞内还原敏感可逆交联囊泡纳米药物,建立的两种具有不对称膜结构的囊泡平台技术均绿色低毒、在药物和靶向分子的选择上有充足的空间,展示了进入临床试验的前景。第七章对全文进行总结,讨论了存在的问题以及对未来工作的展望。