pH响应性聚合物囊泡载体用于抗坏血酸协同氧化-化疗治疗的研究

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近年来,随着生物肿瘤学的快速发展,响应性聚合物载体由于其自身的许多优势因而被广泛地应用于抗肿瘤药物运输平台,并逐渐成为近十年来的研究热点。同时,随着材料化学和药物运输近年来发展的影响,具有良好生物相容性并且能够受特定的物理刺激、响应于特定的刺激物、质子化、水解裂解或者是分子构象的变化的刺激响应性聚合物的研究也已经相当的系统和深入。在本论文中,主要集中讨论了两亲性聚合物自组装形成的纳米载体用于抗坏血酸(Vc)协同氧化-化疗治疗的研究。本论文研究的主要内容如下:  (1)首先,我们利用原子转移自由基聚合合成了一种新颖的两亲性嵌段共聚物PEG-b-PEEMA,该聚合物的疏水嵌段具有酸响应性,这种聚合物通过自组装方法能够形成聚合物囊泡。动态光散射(DLS)和透射电子显微镜(TEM)观察到了中空的囊泡的尺寸大小和形貌,大约在280 nm。DLS验证了该囊泡在pH7.4条件下能够稳定存在,然而在pH6.8条件下,由于疏水嵌段上的叔氨质子化后,在电荷相互作用力下,囊泡膨胀后解离。  (2)另外,我们还合成了一种具有过氧化氢响应的单体CPTOEMA(化疗药物为喜树碱 CPT,喜树碱小分子和甲基丙烯酸羟乙酯小分子通过草酸酯键连接起来),该单体与寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)无规共聚形成大分子聚前药。DLS观察到聚前药通过自组装可以形成10纳米以下的粒子。然后,将形成纳米粒子的聚前药和抗坏血酸通过自组装方法包裹在聚合物囊泡的亲水空腔中。实验验证了抗坏血酸在含有10%血清的培养基中能够产生过氧化氢,这不仅增加了肿瘤细胞的氧化应激压力并且克服了肿瘤部位过氧化氢浓度低,而且增加了肿瘤部位的过氧化氢浓度以此来达到破坏聚前药粒子中的草酸酯键从而释放出自由喜树碱(CPT)。  (3)通过检测细胞内部活性氧族(ROS)实验,MTT法,细胞死/活实验和激光共聚焦显微镜(LSCM)观察药物在细胞内分布情况,研究该体系在不同pH值、不同Vc浓度条件下的性质和对HepG2细胞的损伤和药物在细胞内部的分布情况。结果表明:Vc能够改变HepG2细胞内部ROS浓度;在一定条件下,低浓度的Vc能够促进HepG2细胞的生长,然而浓度为1 mM Vc在含有10%血清的培养基中产生过量的H2O2,破化了细胞的某些蛋白质巯基结构和DNA,导致细胞凋亡;LSCM结果表明了在Vc存在的条件下,pH6.8体系中胞内CPT荧光最强,即CPT含量最高。因此,该载体在pH7.4环境下能够稳定存在,同时包载有Vc和聚前药小粒子,在pH6.8环境中解离,Vc改变了胞内ROS浓度,CPT为化疗药物,实验结果验证了该体系能够达到协同氧化-化疗治疗作用。
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