一氧化氮可控釋放納米材料的研究以及在腫瘤模型中的生物學功能探索.pdf

1、一氧化氮(NO)已被證明具有促進心血管平滑肌舒張、抑制血小板凝集、作為神經遞質參與神經信號傳導和神經細胞調控、作為信號分子參與哺乳動物早期胚胎發(fā)育和囊胚著床、參與免疫系統(tǒng)應答以及調控腫瘤細胞的發(fā)生、發(fā)展和遷移等生物學功能。近20年來，一些研究發(fā)現(xiàn)NO具有抑制腫瘤生長和遷移的功能，涉及的生物學過程可能包括:介導巨噬細胞殺傷腫瘤細胞，介導內皮細胞的溶瘤作用，結合細胞內的超氧自由基轉化為N/O自由基破壞瘤細胞的DNA，影響細胞能量代謝過程，激

2、活P53因子的表達促進細胞凋亡，通過抑制血小板的聚集從而抑制瘤轉移，增加瘤細胞對化療藥物的敏感性等。最近幾年，又有研究進一步指出NO具有逆轉腫瘤多重耐藥細胞耐藥性的功能。主要觀點認為，NO作為一種抗氧化劑與超氧化物或過氧化氫反應，減少腫瘤細胞內的氧化應激從而避免細胞自適應而產生抗藥性;另外，NO可與亞鐵血紅素結合以維持相關蛋白如鳥苷酸環(huán)化酶的氧化形態(tài)，從而抑制下游信號通路和一些膜轉運蛋白的激活，抑制耐藥性的產生;抑制NF-κB介導的抗凋

3、亡通路的激活;同時，NO還能與GSH結合抑制它的抗氧化活性。
　　已有數(shù)種NO供體藥物被開發(fā)出來并用于臨床治療。而近些年來，隨著納米技術的蓬勃發(fā)展，基于納米材料的新型NO供體或載體也被不斷的開發(fā)出來。尋找和開發(fā)生物相容性高，穩(wěn)定性好，釋放可控的NO供體納米材料，應用于生物醫(yī)學領域，特別是腫瘤治療領域，正成為一個熱點研究方向。本研究設計合成了多種NO載體納米藥物，包括基于氧化石墨烯（graphene oxide，GO）的近紅外光響應

4、釋放NO的二維GO-BNN6納米復合物，生物相容性好的mPEG-PLGA-BNN6-DOX聚合物，多功能mPEG-PEI-PLA-PTX-NO聚合物等納米藥物，可通過近紅外光、紫外/可見光照觸發(fā)，或自發(fā)緩慢釋放NO和裝載于其中的阿霉素、紫杉醇等化療藥物，以達到化療增敏和協(xié)同治療的目的。本研究的主要內容有:
　　1、設計合成了一種NIR響應的NO可控釋放納米藥物。在該復合物中，片層結構的納米氧化石墨烯通過π-π堆積作用，吸附偶聯(lián)一種

5、新型的NO供體分子BNN6，從而獲得一種自組裝的納米復合物GO-BNN6。通過經典的Griess法檢測以及熒光探針檢測表征GO-BNN6材料的NO釋放性能發(fā)現(xiàn)，結合GO之后，BNN6釋放NO的響應光譜范圍從紫外紅移至近紅外光譜范圍，并可通過開關照射源、改變近紅外光的照射密度和照射時間等方法，簡單而有效的調控NO的釋放起停和釋放效率。同時，該供體材料還具有藥物裝載率高，熱穩(wěn)定性好等特點。在細胞試驗中，通過NIR激發(fā)NO釋放，該材料產生了較

6、明顯的抗腫瘤生物效應。
　　2、多重耐藥性常導致化療治療效果的降低。因此，本研究提出了一種通過NO氣體增敏克服腫瘤多重耐藥性的策略，通過構建一個同時裝載BNN6和DOX的可生物降解的mPEG-PLGA納米載藥體系來實現(xiàn)NO和化療藥物的可控釋放和協(xié)同治療。該納米復合物具有高密度的mPEG殼層結構和可生物降解的PLGA內核，從而獲得了較高的生物相容性。納米形態(tài)使它在生理條件下具有極佳的穩(wěn)定性，而同時可通過紫外-可見光照射降解BNN6響

7、應性地釋放NO氣體。更重要的是，在釋放NO之后，氣體可破壞納米顆粒的殼層并使包裹其中的DOX獲得釋放。產生的NO將發(fā)揮逆轉腫瘤細胞MDR的生物學功能從而使阿霉素治療獲得增敏。
　　3、三段式的油水雙親性共聚物合成。一氧化氮作為一個有希望的化療增敏劑用于多重耐藥腫瘤的治療，正吸引著越來越多的注意。本研究中，通過疊氮與炔基的點擊化學反應，合成了一種三段式的油水雙親性共聚物。其中疏水性的PLLA核裝載著疏水性藥物紫杉醇;PEI部分擁有豐