模板辅助多功能双药纳米颗粒制备及其协同抗肿瘤研究

摘要

目的制备尺寸均匀、形貌可控的无载体吉非替尼-羟基喜树碱(GET-HCPT)双药纳米颗粒(nanoparticles,NPs),用于非小细胞肺癌的协同靶向治疗,探索该制备策略的技术普适性和所得纳米药物的临床应用效果。方法采用阳极氧化铝(AAO)模板辅助法制备吉非替尼-羟基喜树碱纳米颗粒(GET-HCPT NPs,GET与HCPT的摩尔比为1∶1),酰胺化反应合成同时包含亲水基团聚乙二醇(PEG)和疏水基团聚马来酸酐-丙二酸丙二醇酯-十八烯(PMHC 18)的两亲性功能试剂PMHC 18-PEG,将其按照PMHC 18聚合物与纳米药物1∶5的体积比加入药物纳米颗粒中,经超声处理对其进行表面功能化,得到尺寸均匀、形貌稳定的核-壳型纳米双药。采用紫外-可见分光光度计(UV-vis)表征两种药物的复合情况,扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征纳米颗粒的形貌、尺寸及多功能纳米药物在PBS缓冲液中室温储存6个月的稳定性。用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)实时表征纳米药物的细胞内吞过程及内吞机制,噻唑蓝比色法(MTT法)检测纳米药物对非小细胞肺癌细胞的协同抑制活性和功能化聚合物的生物相容性。将该模板法制备策略用于可控制备其他多种抗癌药物纳米结构,以明确其普适性。结果成功制备形貌尺寸均匀的GET-HCPT双药NPs(50 nm)。用PMHC 18-PEG功能化后,核-壳结构清晰可见,10 nm的聚合物保护层均匀地附着在纳米颗粒表面。多功能纳米药物具有良好的水分散性和生理环境稳定性,在生理缓冲液中室温储存6个月无明显变化。该纳米系统以能量依赖的内吞机制被A549细胞迅速内化,并在给药后3 h达到内吞峰值,具有高信噪比。纳米药物展现出协同增强的抗非小细胞肺癌活性,而所用功能化聚合物PMHC 18-PEG在0~200μg/ml浓度范围内作用于A549细胞,细胞存活率均保持95%以上。该制备策略普适于制备其他多种疏水抗癌药物的NPs:紫杉醇NPs,他莫西芬NPs,替尼泊苷NPs,甲氨蝶呤NPs,及制备不同形貌的GET:GET NP、GET纳米棒(NR)、GET NP+NR。结论新型的无载体GET-HCPT双药纳米颗粒形貌可控、尺寸可调、分散性好、性能稳定,可被非小细胞肺癌细胞快速内吞并表现出肿瘤靶向的药物释放和协同增强的抗癌活性。该纳米制备技术普适于其他多种药物和生物活性分子体系,为恶性肿瘤靶向治疗提供新的药物设计思路和临床用药指导。