【摘 要】
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c-MYC G-四链体（G-quadruplex,G4）是一种主要分布于启动子区域的特殊DNA,能够影响生物体的转录调控过程,与癌症相关度较高。但c-MYC蛋白缺少明确的靶点,所以通过小分子稳定G-四链体来间接调控原癌基因的表达具备重要生物学意义。索拉非尼（Sorafenib,Sor）是经欧盟批准用于治疗晚期肝细胞癌和肾细胞癌患者的临床单药治疗药物。但临床使用中发现其表现出剂量依赖性的抗肿瘤活性,
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c-MYC G-四链体（G-quadruplex,G4）是一种主要分布于启动子区域的特殊DNA,能够影响生物体的转录调控过程,与癌症相关度较高。但c-MYC蛋白缺少明确的靶点,所以通过小分子稳定G-四链体来间接调控原癌基因的表达具备重要生物学意义。索拉非尼（Sorafenib,Sor）是经欧盟批准用于治疗晚期肝细胞癌和肾细胞癌患者的临床单药治疗药物。但临床使用中发现其表现出剂量依赖性的抗肿瘤活性,并且由于生物利用度较差和伴随各种生物副作用等原因,使其在临床应用中受限。载药平台是影响药效的主要因素,合理地选择和设计载体能够调控小分子的释放速率,因此寻找合适的载体来搭载索拉非尼十分关键。基于以上原因,本课题以索拉非尼为药物模型,运用多种分析技术对G-四链体的载药潜力进行了探究,着重考察了它们之间的结合模式、结合能力、结合机理,并评估了G-四链体的载药性能。本研究有助于发现索拉非尼在体内的潜在作用机制,为G-四链体稳定剂的设计和筛选提供了基础数据,同时也可为G-四链体在天然载体方向的应用提供参考依据。本文的主要研究内容和结果如下:（1）使用分子对接和分子动力学模拟构建了可视化结合模型,并探讨该模型的动力学稳定性。模拟结果显示,索拉非尼与G-四链体的沟槽结合行为主要通过氢键和疏水作用力驱动。通过200 ns的动态模拟发现,该体系的结合能在-100 KJ/mol上下波动,且伴随氢键数目的增加,表明了这种结合是自发产生的,新氢键的形成可能有利于提高结合稳定性。所得的预测结果能对后续的实验提供理论指导。（2）通过紫外光谱法、荧光滴定法、粘度法、圆二色谱法等多种生物物理实验探明了索拉非尼与G-四链体的结合机理。圆二色光谱用于分析G-四链体的构型变化,结果表明G-四链体分别在245 nm和265 nm出现负峰和正峰;加入索拉非尼后引起了圆二色信号的轻微变化,说明了该溶液条件下DNA退火后能够形成平行结构,索拉非尼并不会改变其原本结构类型。粘度实验用于确定准确的结合模式,测试结果表明小分子浓度基本不影响溶液相对粘度的测定结果,说明该体系的结合模式应为沟槽结合。使用紫外光谱法测得结合常数为（1.2±0.2）×10~5 M-1,说明它们存在中等强度的结合能力。荧光共振能量转移实验用于评估G-四链体的结构稳定性,分析结果显示小分子的加入使得解链温度升高,说明索拉非尼具备稳定G-四链体结构的潜力。分子荧光光谱和时间分辨荧光光谱用于摸清荧光猝灭机制,发现双分子猝灭速率常数（Kq）大于2×1010 M-1s-1,并且监测到的荧光寿命几乎不受G-四链体的影响,该结果共同证明了它们以1:1的结合比形成了基态复合物,该体系的猝灭机制属于静态猝灭。（3）通过考察稳定性、负载率和释放率,初步评估了索拉非尼的运载性能。结果显示加入索拉非尼后体系呈现出不同程度的扰动,特别是当索拉非尼与G-四链体的浓度比为1:1时,粒径最小,粒子分布均匀性更高,溶液体系稳定性较好。然后考察了加药量对包封率测定结果的影响,发现当索拉非尼与G-四链体的浓度比为1:1时,包封率约为5%。该结果反映出G-四链体具备一定程度的载药潜力。最后采用体外释放实验对比累积释放率来表征G-四链体的控释性能,结果表明由G-四链体负载后的索拉非尼释放曲线比单独的索拉非尼释放曲线更为平缓,G-四链体表现出弱控释效应。综上所述,本研究利用G-四链体构建天然载体模型用于运载索拉非尼,主要从相互作用机制和载药性能两方面进行综合考察,结果发现索拉非尼与G-四链体以氢键和疏水作用力为主导进行沟槽结合。结合机制是该载体进行药物递送的基础,载药能力的评估结果也能够解释作用机制的研究细节。这些发现有助于理解它们的结合特性,并为未来开发天然药物递送平台提供了基础参考信息。
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