ROS响应性多功能纳米粒子用于光动力治疗以及协同铁死亡

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传统的临床肿瘤治疗方法已经不能满足目前精准肿瘤治疗的要求,因此,运用新的肿瘤治疗方法用于提高肿瘤诊疗效率,已经迫在眉睫。新型的肿瘤治疗方式已经引起广泛关注。但如何有效地靶向传递肿瘤治疗药物到达病灶部位,并激活它们的功效,是提高肿瘤治疗效率的关键。对此,设计和开发各种肿瘤微环境响应性纳米药物递送系统以克服上述限制。通过将药物负载进纳米载体中,利用主动靶向或被动靶向策略有效地将纳米药物靶向积聚在肿瘤部位,进而提高肿瘤治疗效率。本文将设计和开发两种聚合物基纳米载体用于光敏剂、铁死亡前驱分子和蛋白质的传递。首先,合成了一种ROS(活性氧,Reactive Oxygen Species)响应性的多功能聚氨基酸配体。该多功能聚氨基酸配体能够自组装成为ROS响应性的多功能纳米药物传递系统,用于光动力和铁死亡协同肿瘤治疗。检测结果和激光照射结果显示,该递送系统展现了ROS依赖性的单线态氧产生能力和荧光激发。小鼠成像分析表明,该纳米胶束能够通过EPR效应(实体瘤组织的高通透性和滞留效应,Enhanced Permeability and Retention effect)被动靶向到肿瘤位置,并在肿瘤细胞内高表达的活性氧调控下激活光动力治疗,并同时消耗GSH(谷胱甘肽,glutathione)使GPX4(谷胱甘肽过氧化物酶4,Glutathione peroxidase 4)失活,从而引发铁死亡,最终实现两种治疗模式协同治疗肿瘤的效果。体外细胞实验结果显示,与单一性的游离Ce6(二氢卟吩e6,Chlorin e6)相比,该ROS响应性纳米胶束对肿瘤细胞的杀伤力更强。其次,制备了一种酶响应性的纳米凝胶,用于CD44靶向转运细胞色素C(cytochrome,CC),继而进行蛋白质治疗。负载CC的纳米凝胶通过CD44介导的内吞途径被内化,并在透明质酸酶的作用下,迅速降解并释放负载的CC。MTT实验结果表明,空负载的纳米凝胶表现出无毒性,而负载CC的纳米凝胶则对CD44阳性的A549细胞有强杀伤力。移植人类肺肿瘤小鼠成像分析进一步揭示了负载CC的纳米凝胶能够主动靶向肿瘤位置。负载CC的纳米凝胶还表现出增强的抗肿瘤活性,全身毒性可忽略不计。所有的实验结果表明,该纳米凝胶是用于肿瘤靶向蛋白递送的一种有前景的纳米载体。本文以肿瘤治疗为出发点,以肿瘤微环境响应性纳米药物载体为导向,制备了两种聚合物基纳米载体以递送光敏剂、铁死亡诱导因子和蛋白质药物,围绕多功能纳米载体的制备、表征、功能验证等方面开展,证明了实验中纳米载药系统可有效提高抗肿瘤药物的缓释性、特异性、有效性。两种纳米载体的成功制备解决了目前肿瘤诊疗过程中遇到的药物传输效率低、肿瘤耐药性等问题,为肿瘤的治疗提供了更为安全和高效的解决方法。
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