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纳米金刚石(nanodiamond,ND)因其高度化学稳定性、表面易修饰性和良好生物相容性已经成为转运抗肿瘤药物的新型载体。本文构建了一种新型的抗肿瘤药物载药体系,即在纳米金刚石表面依次共价连接抗肿瘤药物阿霉素(doxorubicin,DOX)和增强细胞跨膜能力的转录反式激活因子(trans-activatorof transcription,TAT)。体外研究结果表明,该载药体系(TAT-ND-DOX)对C6胶质瘤细胞具有增强的抗肿瘤效果。主要研究内容及结果如下:
(1)ND-DOX和TAT-ND-DOX的制备及表征。首先,采用强酸氧化法使ND表面羧基化,再将DOX与TAT依次键合到ND上得到ND-DOX和TAT-ND-DOX,最后运用紫外-可见分光光度法、高分辨率透射电子显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、Zeta电势、X射线电子衍射、热失重分析和元素分析等多种手段对羧基化ND、ND-DOX和TAT-ND-DOX进行表征。高分辨率透射电镜和扫描电镜结果表明ND形状为不规则的球形,且其核大小约为9 nm。X射线衍射图谱显示ND在2θ=43.8°和75.3°附近有两个衍射峰,分别对应其(111)和(220)晶面。紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱、Zeta电势、热失重分析和元素分析均证明DOX和TAT的成功键合。
(2)TAT-ND-DOX的体外抗肿瘤活性研究。分别采用噻唑蓝比色法、激光共聚焦显微镜和流式细胞术等研究了TAT-ND-DOX对C6大鼠胶质瘤细胞的体外毒性作用、在细胞中的定位和细胞对纳米粒的摄入量。体外研究结果表明,当ND连接DOX时,尽管载药体系变得稳定,但却降低了DOX的抗肿瘤活性。然而,当进一步键合TAT时,TAT-ND-DOX载药体系不仅保持了稳定性,还提高了对C6细胞的抗肿瘤活性,说明TAT能增强金刚石基纳米载药体系的穿膜能力;研究还发现,TAT-ND-DOX主要分布在C6细胞的细胞质中,推测细胞的毒性可能通过活性氧类自由基引起细胞凋亡所致。