高负载pH响应药物释放的纳米钻石体系构建及抗肿瘤效应

纳米钻石因其比表面积大、生物相容性好、表面易修饰等优点被用于药物、基因等输送,在肿瘤诊疗中已得到广泛的应用。但其仍存在载药量低,对肿瘤的耐药性研究相对较少等弊端。随着医学的发展,发现肿瘤微环境具有微酸性、缺氧、高浓度活性氧(ROS)和高谷胱甘肽(GSH)浓度等特点。因此,根据这些特点构建一种肿瘤微环境响应释药的纳米药物对于肿瘤的选择性治疗具有重要意义。基于此,本文设计了肿瘤微酸性环境响应的高负载化疗药物阿霉素兼具主动靶向肿瘤的纳米钻石载药体系,并进行了抗肿瘤效应的研究,主要研究内容如下:1.基于肿瘤微环境与正常组织酸性的差异,设计了以聚天冬胺酸修饰的纳米钻石为载体,结合具有主动靶向功能的GSK126浓度叶酸和酸敏感的腙键偶联阿霉素(DOX),获得肿瘤诊疗一体化药物递送体系(ND-PA-HYD-FA/-DOX,NPHF/D),载药量达201±3μg/mg;无叶酸靶向纳米钻石载药体系(ND-PA-HYD-DOX,NPHD)为对照。通过红外、拉曼、荧光显微镜等手段对纳米药物NPHF/D进行表征,发现NPHF/D体系中共价偶联的DOX荧光被猝灭。体外模拟肿瘤组织微酸环境(pH 4.5-6.5)及正常生理环境(pH 7.4)进行释药研究,结果发现在pH 5.0时释药率达85%,在pH7.4释药率则低于10%,表明NPHF/D具有pH响应释药特性。2.利用肿瘤细胞与正常细胞的酸性差异,通过激光共聚焦显微镜观察到猝灭的NPHF/D体系在人乳腺癌细胞(MCF-7)内DOX荧光可恢复,且主要位于细胞溶酶体,而在人正常肝细胞(HL-7702)内DOX荧光仍处于猝灭状态,表明纳米药物对肿瘤细胞具有选择性识别。采用激光共聚焦显微镜及流式细胞术证实纳米药物NPHF/D具有主动靶向肿瘤效果。通过CCK-8和细胞实时动态监测,发现NPHF/D药物体系可杀死MCF-7细胞及宫颈癌细胞(He La),且叶酸修饰的纳米药物对肿瘤细胞的杀伤效果远超非靶向纳米药物,而对HL-770Bafilomycin A1说明书2细胞基本无毒。上述结果充分证明NPHF/D药物在肿瘤细胞内有可“激活”的荧光和毒性,而在正常细胞内仍处于“失活”状态。3.以MCF-7/ADR为耐药细胞模型进行逆转耐药性探究,发现NPHF/D体系(DOX浓度达到50μg/m L)对MCF-7/ADR的抑制率高达85%,而相同游离DOX浓度对耐药细胞仅有30%的抑制率,表明纳米药物NPHF/D具有逆转耐药特性。此外,将纳米药物以腹腔注射方式进入荷瘤小鼠,采用活体成像仪对小鼠及解剖的主要脏器进行荧光成像,结果发现NPHF/D药物在肿瘤位置的平均荧光强upper respiratory infection度最高,表明其具有主动靶向肿瘤特性。