線粒體靶向藥物納米給藥系統(tǒng)的構(gòu)建及抗腫瘤研究.pdf

1、目的：本研究以透明質(zhì)酸(hyaluronic acid，HA)作為載體骨架，分別構(gòu)建pH敏感的透明質(zhì)酸-阿霉素-三苯基膦(HA-hydra-DOX-TPP)納米給藥系統(tǒng)用以實(shí)現(xiàn)阿霉素(doxorubicin，DOX)的線粒體靶向遞送、以及谷胱甘肽響應(yīng)的非病毒基因載體N，N，N-三甲基胱胺修飾的透明質(zhì)酸-精胺-阿霉素-三苯基膦(HSTC)，用以共載線粒體靶向藥物和siRNA，以提高DOX抗腫瘤活性，克服腫瘤耐藥，降低全身毒副作用。

2、　　方法：1.合成線粒體靶向藥物阿霉素-三苯基膦(DOX-TPP)，并將DOX-TPP通過腙鍵接枝到HA上制備成HA-hydra-DOX-TPP納米制劑。此外，構(gòu)建N，N，N-三甲基胱胺修飾的HSTC非病毒基因載體，通過核磁共振、紅外光譜和液相質(zhì)譜對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，并對(duì)HA-hydra-DOX-TPP和HSTC/siRNA復(fù)合物的粒徑和電鏡進(jìn)行考察;2.采用MTT法評(píng)價(jià)HA-hydra-DOX-TPP和HSTC/siRNA復(fù)合物的體外

3、細(xì)胞毒性，通過共聚焦顯微鏡觀察DOX-TPP、HA-hydra-DOX-TPP和HSTC/siRNA復(fù)合物在細(xì)胞內(nèi)的分布及藥物釋放。流式細(xì)胞術(shù)評(píng)價(jià)HA-hydra-DOX-TPP對(duì)MCF-7/ADR細(xì)胞內(nèi)線粒體膜電位、活性氧(reactive oxygen species，ROS)產(chǎn)量、Caspase3活性的影響和細(xì)胞凋亡情況，以及考察HSTC/siRNA復(fù)合物的細(xì)胞攝取情況;3.利用瓊脂糖凝膠電泳考察HSTC攜載siRNA的能力，確定

4、載體與siRNA的結(jié)合比例。同時(shí)，考察不同濃度的二硫蘇糖醇(DTT)對(duì)siRNA釋放的影響。通過實(shí)時(shí)熒光定量PCR法和蛋白免疫印跡實(shí)驗(yàn)測(cè)定HSTC/siTwist復(fù)合物對(duì)腫瘤細(xì)胞內(nèi)Twist mRNA生成的抑制作用;4.建立MCF-7/ADR荷瘤裸鼠模型，共聚焦顯微鏡觀察腫瘤組織中藥物的累積。采用免疫組化染色法考察HA-hydra-DOX-TPP引起腫瘤組織中細(xì)胞色素C產(chǎn)量變化，通過TUNEL實(shí)驗(yàn)考察引起腫瘤組織中細(xì)胞凋亡的情況。采用H

5、&E染色法觀察心臟、肝臟、脾臟、肺、腎臟和腫瘤的組織形態(tài)，評(píng)價(jià)HA-hydra-DOX-TPP的體內(nèi)安全性。
　　結(jié)果：通過核磁共振、紅外光譜和液相質(zhì)譜檢測(cè)，DOX和TPP成功通過酰胺鍵結(jié)合形成DOX-TPP，共聚焦顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)其具有良好的線粒體靶向功能，DOX-TPP的腫瘤細(xì)胞毒性明顯高于DOX。進(jìn)一步將其與透明質(zhì)酸結(jié)合，得到HA-hydra-DOX-TPP納米制劑，經(jīng)測(cè)定粒徑為192nm，電位為-24mV，形態(tài)為球形納米粒子

6、，且具有較好的分散性。HA-hydra-DOX-TPP的體外釋藥具有pH依賴性，在pH5.0的緩沖液中，DOX-TPP可以快速釋放。共聚焦顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)HA-hydra-DOX-TPP釋放出的DOX-TPP最終靶向到線粒體。相對(duì)于DOX，納米制劑HA-hydra-DOX-TPP可以增加細(xì)胞對(duì)藥物的攝取，增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)Caspase3的活性，誘導(dǎo)產(chǎn)生較多的ROS，從而表現(xiàn)出較大的細(xì)胞毒性。體內(nèi)抗腫瘤活性結(jié)果表明，HA-hydra-DOX-T

7、PP可以提高腫瘤組織的藥物累積量，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生較多的細(xì)胞色素C，更顯著的誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。并且沒有對(duì)心臟、肝臟、脾、肺、腎臟等正常組織器官產(chǎn)生明顯的毒性，顯示了較高的安全性。經(jīng)核磁共振和液相質(zhì)譜檢測(cè)，合成了N，N，N-三甲基胱胺修飾的非病毒基因載體HSTC，瓊脂糖凝膠實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)HSTC與siRNA的質(zhì)量比為100∶1時(shí)，可以完全阻滯siRNA，在這個(gè)比例下制得HSTC/siRNA復(fù)合物粒徑為80nm，電位為17mV，具有規(guī)則的形態(tài)。

8、HSTC/siRNA復(fù)合物具有谷胱甘肽響應(yīng)性釋放siRNA的功能，且腫瘤細(xì)胞內(nèi)高濃度的谷胱甘肽有利于siRNA的釋放。胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)及溶酶體逃逸的研究表明，其可以成功從溶酶體中逃逸，釋放出的藥物DOX-TPP能夠靶向到線粒體，并且在細(xì)胞質(zhì)中釋放siRNA。HSTC/siRNA復(fù)合物可以提高細(xì)胞對(duì)siRNA的攝取，抑制腫瘤細(xì)胞內(nèi)Twist mRNA的表達(dá)。
　　結(jié)論：本研究成功構(gòu)建了pH敏感的HA-hydra-DOX-TPP納米給藥系統(tǒng)，