具有pH响应性和肿瘤靶向性的血红蛋白类人工氧载体的制备及其性能研究

摘要

缺氧是肿瘤微环境区别于正常组织的一个基本特征，会导致血管再生、肿瘤恶化和转移，对大多数抗肿瘤治疗有着抑制作用。因此本文设计了两种多功能性的血红蛋白类人工氧载体，促进氧气和药物的高效运输，协同肿瘤缺氧环境的改善和药物治疗的效果。 一、pH响应型血红蛋白类纳米氧载体 利用可逆加成-链转移(RAFT)聚合制备两嵌段共聚物聚甲基丙烯酸-b-聚甲基丙烯酸丁酯(PMAA-b-PBMA)，随后共价偶联上血红蛋白(Hb)，得到Hb-PMAA-b-PBMA。利用紫外分光光度计证明了该纳米氧载体保持了Hb的氧化还原活性，且具有良好的氧气结合能力。通过对比该纳米氧载体在不同pH条件下的生理形态和药物释放行为，证实了该氧载体具有pH响应性，有望实现药物在肿瘤部位可控的快速释放。同时体外细胞实验表明该载体具有生物相容性，且相对于游离阿霉素(DOX)，DOX-eco-Hb-PMAA-b-PBMA的肿瘤细胞毒性显著增加。 二、具有肿瘤主动靶向性的pH响应型血红蛋白类纳米氧载体(HCMs) 利用RAFT聚合制备两亲性聚合物聚(2-甲基丙烯酰胺基吡喃葡萄糖)-b-聚甲基丙烯酸-b-聚甲基丙烯酸丁酯(PMAG-b-PMAA-b-PBMA)，随后共价偶联上Hb，得到HCMs。利用紫外分光光度计证明了该纳米载体保持了Hb的氧化还原活性，具备良好的氧气结合能力，并且纳米载体胶束结构提高了血红蛋白的抗氧化性能。该纳米氧载体利用静电结合作用负载抗肿瘤药物DOX形成载药量为19％的载药胶束，通过研究该载药胶束在不同pH缓冲溶液中的药物释放行为，证实了该载体的pH响应性。体外细胞实验同时表明该载体具有生物相容性，且相对于游离DOX，DOX-eco-HCMs的肿瘤细胞毒性显著增加。利用激光共聚焦以及流式细胞仪对比了该纳米氧载体对正常细胞Hek293和肿瘤细胞Hela的亲和力，实验结果表明该纳米氧载体能够主动靶向肿瘤细胞。 因此，本文设计的多手段结合、多功能响应的氧载体在肿瘤治疗中具有潜在的应用。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 肿瘤微环境

1．1．1 高渗透长滞留(EPR)效应

1．1．2 肿瘤酸性微环境

1．1．3 肿瘤表面受体的变化

1．1．4 肿瘤氧化还原微环境

1．1．5 肿瘤乏氧微环境

1．2 基于肿瘤微环境的治疗策略

1．2．1 靶向型纳米载体

1．2．2 pH响应型纳米载体

1．2．3 氧化还原响应型纳米载体

1．2．4 基于肿瘤缺氧环境的抗肿瘤策略

1．3 基于肿瘤缺氧的抗肿瘤纳米载体

1．3．1 缺氧利用型纳米载体

1．3．2 缺氧改善型纳米载体

1．4 课题提出

第2章 pH响应型血红蛋白类氧载体的制备及其载氧释药性能研究

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 实验材料与仪器

2．2．2 聚合物的合成

2．2．3 胶束的制备

2．2．4 血红蛋白(Hb)和PMAA-b-PBMA胶束的共价偶联

2．2．5 载药胶束的制备

2．2．6 两亲性嵌段聚合物PMAA-b-PBMA的表征

2．3 结果与讨论

2．3．2 合成产物的结构表征

2．3．2 氧气结合能力表征

2．3．3 胶束的药物释放行为

2．3．4 细胞毒性

2．4 本章小结

第3章 具有肿瘤主动靶向性的pH响应型血红蛋白类人工氧载体的制备及其性能研究

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 实验材料与仪器

3．2．2 2-甲基丙烯酰胺基吡喃葡萄糖单体(MAG)的合成

3．2．3 聚合物的合成

3．2．4 胶束的制备

3．2．7 载药胶束的制备

3．2．8 表征

3．3 结果与讨论

3．3．1 PMAG-b-PMAA-b-PBMA的合成

3．3．2 合成产物的结构表征

3．3．3 氧气结合能力表征

3．3．4 抗氧化性能表征

3．3．5 胶束的药物释放行为

3．3．6 细胞毒性

3．3．6 细胞内吞

3．4 本章小结

4．1 全文总结

4．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间科研成果