癌症是威胁人类健康的重大病症之一,其中乳腺癌居于女性恶性肿瘤发病率首位,如何高效治疗乳腺癌并且降低对患者身体的损伤是每位研究者所面临的难题。研究者不断深入对中药的认识,因此发现众多中药活性成分可用于肿瘤治疗,并且由于中药提取物为天然成分,使其具备毒副作用小的优势。但是,应用中药活性成分还面临不溶于水、代谢快以及易被清除等问题。于是临床上将中药抗肿瘤活性成分作为化疗药物联合使用或是放疗、手术等手段配合进行抗癌治疗,取得明显的治疗效果。基于纳米技术发展起来的多功能纳米平台可以装载中药活性成分,然后通过渗透和滞留增强(EPR)效应被动富集到肿瘤部位,改善中药活性成分的水溶性,实现体内长循环,从而提高抗肿瘤的效率,并且可以进一步的降低随机分散药物带来的毒副作用。现阶段已有研究将纳米材料与中药活性成分联系起来,期望实现体内长循环、靶向癌细胞、特定环境响应性等目的。因此我们设计了两种用于递送中药活性成分的功能化纳米药物递送体系,通过主动靶向癌细bioactive properties胞表面受体,从而富集在病灶肿瘤部位,并且具备肿瘤微环境刺激响应性能,可以有效将中药活性成分释放于癌细胞内,提高抗肿瘤活性,同时避免了其代谢快和易被清除的缺点。本论文基于光热纳米材料和铁基金属有机框架两种纳米载体,分别用于负载中药活性成分(青蒿琥酯/紫杉醇),结合铁死亡效应多途径治疗乳腺癌,以此设计了两种纳米制剂用于癌症的协同治疗。具体包括以下两个部分的工作:第一部分:基于青蒿琥酯的介孔聚多巴胺纳米递送系统的制备及抗乳腺癌应用研究。首先通过水热合成法制备得到介孔聚多巴胺(MPDA),并与氨基化聚乙二醇连接得到NH_2-PEG-MPDA,再连接转铁蛋白制备所得Tf-PEG-MPDA,随后共载中药活性成分青蒿琥酯(ART)和Nrf2抑制剂(ML385),最终得到纳米药物TPM@AM NPs。通过紫外、红外、高效液相、透射电子显微镜以及扫描电子显微镜等实验结果,验证ART和ML385的药物被成功装载,并通过计算得出青蒿琥酯和ML385的载药率分别为34.5%和2.9%。体外模拟不同生物环境的p H值,利用释药实验证明TPM@AM NPs可在酸性环境与光照条件下释放药物。随后我们通过体外细胞摄取实验发现TPM@AM NPs可被肿瘤细胞有效摄取。CCK8细胞存活率实验表明TPM@AM NPs在光照下具有最大的细胞毒性,细胞活性仅为28.1%;PCR、WB、MDA/GSH试剂盒等实验表明ART与ML385可通过抑制肿瘤细胞Nrf2通路以及下游相关抗氧化因子的表达,从而增强ART诱导肿瘤细胞发生铁死亡,提高抗肿瘤活性。选择以4T1乳腺癌肿瘤模型鼠为体内实验研究对象,荧光成像结果可说明给药6小时后肿瘤部位达到最大蓄积量,并且经光照肿瘤部位5分钟后可以升高肿瘤温度从而发挥光热治疗效果。最后通过给药治疗后能够有效抑制肿瘤体积生长,并且利用切片H&E染色技术,发现肿瘤组织被破坏。Nrf2和GPX4的免疫荧光结果告诉我们TPM@AM NPs可以有效诱导铁死亡的发生,利用小鼠体重、血常规以及血清检测实验结果证明TPM@AM NPs具有体内生物安全性。体内与体外结果共同说明TPM@AM NPs该纳米体系可以靶向肿瘤部位释放ART诱导铁死亡,ML385抑制肿瘤细胞抗氧化机制(Nrf2通路)而有效抑制癌细胞增殖,并联合光热治疗实现多途径治疗肿瘤,为ART的临床应用提供了一定的研究基础。第二部分:基于紫杉醇的金属有机框架纳米递送系统的制备及抗乳腺癌多药耐药研究。首先我们选择用三氯化铁和苯甲酸合成了一种GSH响应型金属有机框架MIL-100(Fe)作为药物载体,然后通过溶剂挥发法,共载紫杉醇(PTX)与FSP1抑制剂(i FSP1),最后在表面修饰氨基化聚乙二醇功能化透明质酸(NH_2-PEG-HA),获得HPM@Pi NPs。通过透射电子显微镜寻找更多、红外、紫外、高效液相、电BI 10773配制势变化、晶体衍射等实验方法验证了紫杉醇和FSP1的成功负载,并计算得出PTX和i FSP1的载药率分别为13.8%和2.3%。体外释药实验表明该HPM@Pi NPs具备GSH响应性。后续通过体外细胞实验,评估HPM@Pi NPs的靶向性,发现HPM@Pi NPs更容易被肿瘤细胞所内吞而不是正常细胞摄取,再选择以CCK-8试剂证明HPM@Pi NPs与其他纳米制剂相比具有最强的肿瘤细胞抑制率,可达75.6%。并且通过流式检测凋亡现象,证明通过纳米载体的装载能够使PTX更有效进入细胞从而发挥凋亡作用,而WB实验和GSH试剂盒实验结果也同时证明了铁死亡的发生,以此说明凋亡与铁死亡共同作用以实现抑制多药耐药乳腺癌细胞增殖。后续选择以裸鼠造模进行体内研究,荷瘤小鼠的体内荧光成像结果表明HPM@Pi NPs比没有HA修饰的纳米制剂更有效富集在肿瘤部位,并延长滞留时间。后续通过给药治疗实验发现HPM@Pi NPs能有效抑制肿瘤增长,并实现治疗耐药乳腺癌的目的,并且利用切片H&E染色技术,发现肿瘤组织被破坏,说明HPM@Pi NPs可以有效破坏肿瘤组织抑制其生长,最后利用小鼠体重、血常规以及血清检测实验结果证明HPM@Pi NPs具有体内生物安全性。体内与体外结果共同说明HPM@Pi NPs该纳米体系可以靶向肿瘤部位释放PTX,并联合i FSP1诱导铁死亡作用实现多途径治疗肿瘤,为PTX用于克服乳腺癌多药耐药提供了实验基础。通过两部分工作,成功构建了两种基于中药活性成分的纳米递药系统,其中第一个工作通过级联反应解决ART体内Fe~(2+)利用率不足问题,同时抑制Nrf2抗氧化作用,增强铁死亡从而高效抑制乳腺癌;第二个工作通过利用铁死亡提高耐药细胞对PTX的敏感度,为解决PTX的应用困境提出新的建议。两个工作内容均从体内外说明具有良好的抗癌效果和生物安全性,为中药活性成分应用开发提供了参考。