胶质瘤在颅内中枢系统(CNS)功能区浸润性生长,呈空间性占位,其空间占位效应所引起的应力异常,以及肿瘤组织微环境异常(低氧、周围组织缺血)等会介导神经组织损伤。不仅如此,侵袭性的生长特性使得临床手术切除程度受限或者无法进行彻底的清除,因此化疗或者术后化疗成了必不可少的选择。但在放、化疗过程中化疗药物和射线的非选择性毒性会进一步介导急性或慢性神经损伤。上述CNS功能区的神经损伤是造成患者预后机体功能、意识、语言、认知障碍的关键因素之一。同时,血脑屏障的存在使得几乎所有的大分子药物和大部分的小分子药物无法进入大脑到达病灶部位。因此,在恶性胶质瘤或其他颅内肿瘤的治疗过程中,将神经损伤修复与抗肿瘤相结合,并实现透血脑屏障给药,有望为改善其临床治疗提供一个新的视野与思路。本课题以脑胶质瘤为例,基于肿瘤治疗与神经修复相结合,构建了载抗肿瘤药物的GM1神经节苷脂胶束。该胶束用于胶质瘤的治疗,不仅可以透过血脑屏障进入脑内释放药物杀死肿瘤细胞,而且载体GM1作为临床广泛应用的神经修复药物,在不引入其他神经修复药物的情况下,实现受损神经组织的修复与改善,提高患者的生存质量。本课题的主要研究内容和相应的结果如下:(1)采用透析法制备DOX/GM1胶束溶液,设计三因素三水平的9组正交实验,根据载药量和包封率结果考察因素的显著性,确定胶束的制备条件为:GM1浓度为50mg/m L,DOX浓度为3mg·m L-1,GM1/DOX的摩尔比为5/1,在此条件下,胶束的载药量和包封率分别为9.33%和97.05%。应用纳米粒度及Zeta电位分析仪和透射电镜对胶束的表面电位、粒径、形态进行分析,水溶液状态下胶束的电位为-45.7mV,胶束粒径聚集在226nm左右;干燥状态下呈均匀的圆形颗粒状,粒径主要分布在5~12nm。同时还考察了胶束在体外生理条件(pH=7.4)下的释放特性,总计16天的累积药物释放总量为66.53%,释放速度缓慢,无药物暴释情况出现。(2)细胞实验结果表明,阿霉素经过GM1胶束的负载,可以被人脐静脉内皮细胞和大鼠C6胶质瘤细胞内吞蓄积在细胞核内,避免了耐药蛋白的外排。根据小动物成像结果,与游离的荧光染料DiR相比,尾静脉注射DiR/GM1胶束后荧光主要聚集在脑部。采用模式转基因斑马鱼(flk1:GFP),心脏注射游离DOX和DOX/GM1胶束,斑马鱼脑部荧光分布表明,对照组(DOX组)荧光始终局限在脑血管中,然而,DOX/GM1胶束组有部分荧光渗出血管集聚在脑实质中,进一步说明了GM1胶束能透过血脑屏障,与小动物成像实验结果相一致。(3)DOX/GM1胶束的药效学考察。以Wistar大鼠为动物模型,以C6胶质瘤细胞为种植细胞,原位胶质瘤造模成功率高达88%。将造模成功的大鼠随机分成五组,分别注射生理盐水,游离DOX溶液、游离GM1溶液、DOX+GM1物理混合溶液和DOX/GM1胶束,通过核磁共振技术、苏木精&伊红病理学染色和生存曲线观察各治疗组大鼠的肿瘤生长情况、肿瘤细胞侵袭情况和生存时长,其中DOX/GM1胶束组表现出最好的抗肿瘤效果。同时建立Garia神经行为评分系统,记录各组大鼠的神经行为变化情况,其中GM1组、DOX+GM1组和DOX/GM1胶束组大鼠神经行为学评分始终在10分以上,表现出良好的生存状态,证明了GM1神经修复和神经营养的作用,再一次证实了GM1胶束可透过血脑屏障。由此可见,基于GM1胶束体系透血脑屏障的性质,无需再引入其他载体材料、长循环修饰材料和神经修复药物便可有望实现神经损伤修复与抗肿瘤联合给药的目的。