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恶性乳腺肿瘤已成为全球范围内女性发病率和死亡率最高的癌症,早期可以通过手术切除,而晚期大多数依靠化疗,但抗癌药物在杀死癌细胞的同时,也会杀死正常组织细胞,对人体副作用极大。随着纳米技术的发展,结合了材料学、生物医学和药学等学科优势的纳米药物载体为治疗肿瘤提供了新思路。通过对纳米药物载体进行多种功能修饰,可提高其血液稳定性、癌细胞主动靶向性和在癌细胞内快速释放药物等性能。本文针对乳腺肿瘤微环境(如高浓度的ATP和透明质酸酶Hyals),设计一种新型的季铵盐壳聚糖(HTCC)/透明质酸(HA)基复合纳米粒子,该粒子具有良好的血液稳定性、乳腺癌细胞靶向性和细胞内快速响应释药等优点。核层是苯硼酸修饰的季铵盐壳聚糖(HTCC-FPBA)双亲分子自组装形成的纳米粒子,壳层是由聚乙二醇(PEG)和甲基丙烯酸酯(MA)修饰的透明质酸衍生物(mHA-PEG)与核层静电复合后通过紫外光交联形成的交联结构。纳米粒子壳层的PEG修饰、交联结构和带电负性有利于提高其在血液中的稳定性;进入癌细胞后,壳层被乳腺癌细胞中的透明质酸酶(Hyals)分解,具有Hyals响应性;核层中的苯硼酸基团与细胞质中的ATP结合,由疏水性变为亲水性,导致纳米粒子解体,快速释放药物,具有ATP响应性。本论文研究内容与结果如下:(1)核层自组装载药纳米粒子SNX@HTCC-FPBA NPs的制备:首先在壳聚糖(Cs)分子链上引入季铵盐基团,合成出水溶性好的季铵盐壳聚糖(HTCC),然后与3-氟-4羧基苯硼酸(FPBA)通过酰胺缩合反应生成双亲性分子HTCC-FPBA,1H-NMR结果表明壳聚糖已成功接上季铵盐和苯硼酸基团,其取代度分别约为63%和34%。由芘荧光法测得HTCC-FPBA自组装纳米粒子的临界胶束浓度(CMC)值为0.082 mg/m L。HTCC-FPBA经旋蒸法负载药物SNX2112得到载药纳米粒子(SNX@HTCC-FPBA NPs),其载药量约为18.1%,DLS测得其粒径和zeta电位分别约为296.9 nm和+25.7 mV,TEM图像显示载药纳米粒子为圆球形,粒径约为150 nm。(2)壳层mHA-PEG聚合物的合成:透明质酸(HA)先和甲氧基聚乙二醇胺(CH3O-PEG-NH2)通过酰胺缩合反应生成HA-PEG,再在低温碱性条件下与甲基丙烯酸酐(MA)反应,得到mHA-PEG聚合物,1H-NMR结果表明HA已成功接上PEG和MA,取代度分别约为16.8%和12.0%。(3)核壳结构载药纳米粒子(SNX@HTCC-FPBA/mHA-PEG NPs)的制备:核层SNX@HTCC-FPBA NPs与壳层mHA-PEG经过静电复合和紫外光交联得到稳定的核壳结构载药纳米粒子SNX@HTCC-FPBA/mHA-PEG NPs。DLS测得该纳米粒子的粒径约为233nm,zeta电位约为-10.8 mV;TEM显示纳米粒子呈圆球形,粒径约为140 nm。稳定性测试实验结果表明,在模拟血液环境条件下,SNX@HTCC-FPBA/mHA-PEG NPs的粒径受NaCl离子强度、血清、中性或弱酸性(pH7.4、pH 6.8或pH 5.0)和低浓度ATP(0.4 mM)的影响不大,说明纳米粒子在血液环境下具有良好的稳定性。体外药物释放实验结果表明,载药纳米粒子具有ATP/Hyals响应性,在4.0 m M ATP和150 unit/m L Hyals的双重刺激作用下,48 h内药物释放量接近90%。药物释放48 h后,由TEM观察到核壳结构纳米粒子发生溶胀和部分降解。凝血时间、溶血率和测试实验结果表明纳米粒子具有良好的血液相容性,BSA蛋白吸附实验表明,复合壳层mHA-PEG后,核壳结构纳米粒子能有效降低蛋白吸附作用。MTT法测试细胞毒性的结果表明未载药纳米粒子HTCC-FPBA/mHA-PEG NPs对人表皮成纤维细胞HSF以及两种乳腺癌细胞MCF-7和MDA-MB-453均无细胞毒性,载药纳米粒子SNX@HTCC-FPBA/mHA-PEG NPs均对过表达CD44受体的MCF-7和MDA-MB-453乳腺癌细胞有明显毒性,杀伤效果和单纯药物SNX2112相近。激光共聚焦显微镜观察显示,与低表达CD44受体的HSF相比,MCF-7和MDA-MB-453癌细胞对SNX@HTCC-FPBA/mHA-PEG NPs摄取数量要多得多,说明SNX@HTCC-FPBA/mHA-PEG NPs被MCF-7和MDA-MB-453癌细胞摄取受CD44受体介导控制,具有MCF-7癌细胞靶向性。综上所述,本研究制备的核壳结构纳米粒子SNX@HTCC-FPBA/mHA-PEG NPs在血液中具有良好的稳定性,对高表达CD44受体的乳腺癌细胞具有主动靶向性,被乳腺癌细胞吞噬后可ATP/Hyals双重刺激响应性释药等优异性能,为纳米药物载体在乳腺癌治疗的应用提供了一种良好的设计思路。