铂类抗癌药物的多功能纳米递送体系

以顺铂为代表的小分子铂类抗癌药物是临床应用的一线化疗药物,但其严重的毒副作用和难以克服的耐药性限制了铂类药物的临床应用和研发。运用纳米药物递送技术可以实现药物的靶向递送和可控释放,来提高药物的生物利用度,降低药物的毒副作用以及耐药性,为癌症的治疗带来新的希望。此外,丰富多样的纳米递送体系易于实现药物与具有生物学活性试剂的共运输,从而为各种治疗策略以及诊疗策略的联用提供可能,为最终实现癌症的精准治疗展现广阔前景。本文从靶向递药、药物可控释放、联合治疗、诊疗一体化四个方面对铂类抗癌药物的多功能纳米递送体系在癌症治疗中的最新研究进展进行综述,同时通过列举最新研究成果,展示了新材料、新技术以及新颖设计思想在铂基纳米递送体系中的应用。     

基于类芬顿反应的Mn3O4/DOX@Lip纳米递药体系的构建及应用

利用肿瘤微环境与普通组织的差异, 我们设计了一种基于类芬顿反应(Fenton-like reaction)的微环境响应的纳米递药体系(Mn₃O₄/DOX@Lip). 首先利用热分解法制备得到锰的氧化物(Mn₃O₄)纳米粒子, 基于化疗药物阿霉素(DOX)与Mn原子的配位作用, 该纳米粒子可以负载并递送DOX, 其最外层包裹的酸敏脂质体能有效防止药物在递送过程中的泄露. 在肿瘤细胞的弱酸性和高浓度谷胱甘肽的微环境中, 脂质体膜破裂, 其中的Mn₃O₄纳米粒子被谷胱甘肽还原、分解, 并释放出DOX. 共聚焦成像结果表明, MCF-7细胞与Mn₃O₄/DOX@Lip共孵育后, 细胞中活性氧探针的荧光显著增加, 表明该递药体系可以通过下调细胞中的谷胱甘肽的含量引发细胞中的活性氧含量增加. 噻唑蓝(MTT)和流式细胞实验结果表明, 相比于单一的化疗药物, Mn₃O₄/DOX@Lip的细胞毒性增强, 这可能归因于还原产物Mn²⁺触发了类芬顿反应从而将细胞中内源性的H₂O₂转化为毒性更强的•OH. 氧化活性物质介导的细胞凋亡与化疗药物的细胞毒性相互促进, 增强了对细胞的凋亡能力. 本体系利用外源性的物质激发内源性的细胞毒性, 增强了化疗药物的治疗效果, 为肿瘤治疗提供了新的研究策略.     

功能化金纳米星作为药物载体用于乳腺癌光热和化疗的协同治疗研究

采用一步合成法将氯金酸(HAuCl_4)与pH=7.4的4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)缓冲溶液合成尺寸约为25 nm的星形金纳米颗粒(金纳米星),其吸收峰位于750 nm。通过Au-S键将16-巯基十六烷基酸(C_(16)H_(32)O_2S)修饰于金纳米星表面,然后负载抗肿瘤药物盐酸阿霉素(DOX),所得材料的吸收峰红移至800 nm,同时在480 nm处出现DOX特征吸收峰。用牛血清白蛋白(BSA)对其进行包覆,以增加其稳定性和生物相容性,材料的吸收峰红移至806 nm,粒径也显著增大,说明BSA被成功包覆于载药纳米材料表面。将上述载药纳米复合材料与乳腺癌细胞(MCF-7)孵育,考察其光热治疗与化疗的协同治疗效果。细胞活力实验结果表明,单纯的激光照射对细胞存活率基本没有影响;加入未负载DOX的金纳米复合物,并经过激光照射后,相对于对照组细胞存活率为85%;只加入同浓度的DOX并经过激光照射后,细胞的相对存活率为70%;加入负载DOX的金纳米复合材料并经过激光照射后,细胞存活率仅为对照组的25%。上述结果表明,所合成的载药纳米复合材料可对乳腺癌进行光热治疗与化疗的协同治疗,提高对乳腺癌的治疗效率。     

pH调控Y型分子筛负载阿霉素纳米药物制备及与MM-231细胞的作用

针对抗肿瘤小分子药物靶向性差、疗效低和毒副性大等缺陷,我们以Y型分子筛(YMS)为基体、阿霉素(DOX)为药物模型,通过pH调控,借助氢键和范德华力等物理作用力制备得到高负载Y型分子筛纳米药物体系(YMS?DOX)。采用UV?Vis、FT?IR、粒径和电位测试及荧光光谱证实YMS?DOX成功制备,且DOX的负载率可高达99.61%。体外药物释放测试发现YMS?DOX具有pH响应释放特性,在肿瘤环境中(pH=4.5)的药物释放量为正常生理环境(pH=7.4)中的3.8倍,表明其具有良好的药物输送特性。此外,利用流式细胞术和MTT测试法探究了YMS?DOX对乳腺癌细胞(MM?231)和树突细胞(DC)的细胞凋亡和毒性,结果表明YMS?DOX可以诱导肿瘤细胞凋亡,且可降低对正常细胞的毒副作用。     

纳米药物载体结合分子靶向在肿瘤化疗中的应用

纳米技术与肿瘤治疗中的化学疗法相结合具有广阔的应用前景,应用纳米技术设计药物载体递送化疗药物已经成为当前人类攻克肿瘤研究的一个重要手段。纳米药物载体与肿瘤靶向在化疗方面的应用,能够有效改善化疗药物水溶性和稳定性,提高药物利用率和抗肿瘤活性,降低对机体正常细胞组织的毒副作用,克服多药耐药性问题,进而提高肿瘤化疗效果和促进肿瘤化疗的发展进步。本文着重综述纳米药物载体系统及其靶向策略方面的研究现状与进展,并探讨纳米技术与化疗相结合攻克肿瘤的应用前景。     

高分子键合康普瑞汀A4血管阻断剂纳米药物

血管阻断剂(VDAs)因其在实体肿瘤治疗中的巨大潜力而引起人们的广泛关注.本文针对本课题组近年来在高分子血管阻断剂纳米药物抗肿瘤治疗方面的基础研究进行了总结.首先发现了纳米药物的瘤内低渗透性可显著提高血管阻断剂的肿瘤血管靶向性和抑瘤能力,进而构建了高分子血管阻断剂纳米药物;其次针对高分子血管阻断剂纳米药物治疗所引起的不利宿主反应,引入小分子抑制剂或激动剂进行联合治疗;然后利用其调控肿瘤微环境并创建肿瘤选择性药物激活递送系统;最后针对其治疗所产生的肿瘤凝血微环境提出了新的主动靶向策略——链式自放大肿瘤靶向,实现了高效的肿瘤靶向药物递送.这项工作突出了高分子血管阻断剂纳米药物在肿瘤治疗中的潜力,并对其未来研究方向作了简要展望,以促进其临床转化.     

基于枝化多肽的多功能药物递送系统用于肿瘤细胞核的精准靶向治疗

为了改善在肿瘤治疗过程中,药物载体靶向性差和药物靶点定位效率低等不足,设计了一种能精准靶向肿瘤细胞核,将药物高效递送至作用靶点的多功能纳米载药体系.利用具有细胞核定位能力的两亲性枝化多肽包载化疗药物阿霉素(DOX)形成载药纳米胶束DD,并通过静电作用将具有肿瘤靶向功能的透明质酸(HA)包覆在DD表面,得到具有靶向肿瘤细胞核能力的纳米药物HDD.HA的存在赋予了HDD对肿瘤的靶向功能和电荷屏蔽能力,可增加体系的稳定性,延长其血液循环时间,降低正常组织和细胞对HDD的非特异性摄取,实现其在肿瘤部位的特异性富集和肿瘤细胞的高效摄取.进入肿瘤细胞后,HA层的降解有利于纳米胶束DD在多肽的核定位作用下精准、快速地将DOX递送至细胞核,最终实现高效的肿瘤抑制效果.     

高分散共轭聚合物-金属有机框架纳米立方体的制备及抗肿瘤应用

纳米尺寸的金属有机框架材料兼具传统框架材料的规整孔隙、高比表面积,和纳米材料在活体中的高渗透和长滞留效应,被广泛应用于药物递送领域.然而,单纯递送化疗药物对肿瘤的治疗效果有限,通常需要联合其他治疗方式以提高治疗效果.本工作开发了一种普适的合成方案,用于共轭聚合物-沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)复合纳米立方体的制备.借助表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵,将疏水共轭聚合物聚[2,6-(4,4-双-(2-乙基己基)-4H-环戊二烯并[2,1-b;3,4-b’]二噻吩)-alt-4,7(2,1,3-苯并噻二唑)](PCPDTBT)包裹在ZIF-8中,得到大小约60 nm的纳米立方体.接着,通过两亲性嵌段共聚物F127的修饰实现其在水溶液中的高分散性和胶体稳定性.该复合材料能够高效负载抗肿瘤药物阿霉素并实现酸响应的药物释放,有助于肿瘤的化疗.同时,ZIF-8的包裹也将PCPDTBT的光热转换效率大幅提升至42.5%,可用于高效的光热治疗.动物实验表明,通过化疗和光热治疗的联合,载药后的复合纳米立方体能够在激光照射下显著抑制肿瘤的生长且不会对正常组织造成明显损伤,是一种高效的抗肿瘤试剂.     

高分子键合康普瑞汀A4血管阻断剂纳米药物

血管阻断剂(VDAs)因其在实体肿瘤治疗中的巨大潜力而引起人们的广泛关注.本文针对本课题组近年来在高分子血管阻断剂纳米药物抗肿瘤治疗方面的基础研究进行了总结.首先发现了纳米药物的瘤内低渗透性可显著提高血管阻断剂的肿瘤血管靶向性和抑瘤能力,进而构建了高分子血管阻断剂纳米药物;其次针对高分子血管阻断剂纳米药物治疗所引起的不利宿主反应,引入小分子抑制剂或激动剂进行联合治疗;然后利用其调控肿瘤微环境并创建肿瘤选择性药物激活递送系统;最后针对其治疗所产生的肿瘤凝血微环境提出了新的主动靶向策略——链式自放大肿瘤靶向,实现了高效的肿瘤靶向药物递送.这项工作突出了高分子血管阻断剂纳米药物在肿瘤治疗中的潜力,并对其未来研究方向作了简要展望,以促进其临床转化.     

基于透明质酸构筑的药物递送载体及其应用

传统纳米药物控释载体主要通过细胞胞吞作用实现药物递送,其主要过程为被动靶向机制,因此会影响纳米载体在肿瘤组织的富集和治疗效果。近年来生物大分子透明质酸因其优异的水溶性、生物相容性、可降解性和肿瘤靶向性备受科研工作者青睐,已被广泛用于药物控释载体的构筑中,并成为靶向肿瘤治疗纳米载体领域的研究热点。本文根据透明质酸基纳米载体治疗机制的不同,从透明质酸基纳米载体在化疗、光热治疗、光动力治疗以及联合治疗的应用方面对其性能进行了总结和评述,并在此基础上展望了未来透明质酸基纳米治疗载体的研究方向和发展趋势。     

基于肿瘤微环境响应的DNA纳米结构递药系统

DNA分子由于其独特的生物相容性和可编程性,在增强药物靶向性和降低药物毒性方面展现了独特的优势和巨大的潜力。随着人们对肿瘤微环境研究的深入和环境响应性的DNA触发器的研制,近些年已报道了许多基于肿瘤微环境响应的DNA纳米结构递药系统,这些DNA纳米结构递药系统结合了纳米运载工具良好的生物分布和药代动力学特性,以及小型药物载体的快速扩散和渗透特性。通过靶向广泛的肿瘤栖息地而不是肿瘤特异性受体,该策略有可能克服肿瘤异质性问题,并可用于设计诊断和治疗多种实体肿瘤的纳米颗粒。在体内能够稳定地转运,在肿瘤组织独特的微环境刺激下释放药物,能有效地控制药物释放部位和释放速度,极大地降低了肿瘤治疗的毒副作用。本文主要从pH响应型、GSH响应型、ATP响应型、酶响应型、抗原响应型五个方面,综述了基于肿瘤微环境响应的DNA纳米结构递药系统的最新研究进展,分类介绍了这些DNA纳米载体的设计策略和响应释放机制,此外,还重点介绍了该领域面临的前景和挑战。     

四臂聚乙二醇-聚丙交酯立体复合胶束及其药物传输性能

以异辛酸亚锡为催化剂,通过四臂聚乙二醇(4-armed PEG)引发右旋丙交酯(DLA)或左旋丙交酯(LLA)开环聚合合成四臂PEG-PLA对映体共聚物.通过纳米沉淀的方法制备了四臂PEG-b-PDLA胶束(PDM)、四臂PEG-b-PLLA胶束(PLM)和四臂PEG-b-PDLA/四臂PEG-b-PLLA立体复合胶束(SCM),并对其形貌、粒径、稳定性和立体复合机理等进行系统表征.以阿霉素(DOX)为模型抗肿瘤药物载入胶束中,与PDM和PLM相比,SCM具有更优异的药物负载能力.与DOX相比,载药四臂PEG-PLA胶束,尤其是负载DOX的SCM,表现出更优异的肿瘤细胞增殖抑制效果,作用更持久,并且对正常细胞的毒性较小,从而揭示了其作为潜在抗肿瘤药物载体的良好前景.     

多肽介导的肿瘤靶向纳米递药系统

肿瘤靶向纳米递药系统是指利用肿瘤组织特殊的生理病理特点,由纳米载体包载肿瘤诊疗药物构建而成的对肿瘤组织具有靶向定位功能的药物递送系统。多肽介导的肿瘤靶向纳米递药系统是肿瘤靶向递药领域较新的一个研究方向,本文综述了该研究方向的四个重要发展历程——单功能靶向、双功能靶向、肿瘤穿透和环境响应型靶向纳米递药系统,并介绍了各类递药系统的设计原理和典型研究案例。此外,对目前多肽介导的纳米递药系统存在的优势与不足进行了分析。最后,针对当前主动靶向肿瘤递药系统存在的研究困境,提出了一种新型肿瘤靶向递药策略——"系统性靶向"策略。随着相关学科和多学科交叉的发展,多肽介导的肿瘤靶向纳米递药系统将在肿瘤治疗中扮演更为重要的角色。     

基于DNA纳米花的细胞自噬基因沉默用于增敏抗肿瘤化疗

自噬是真核细胞降解蛋白质的重要途径之一, 在细胞的更新代谢中起重要作用. 肿瘤细胞借助高水平的细胞自噬能够阻断细胞凋亡途径, 降低化疗药物的抗肿瘤效果. 本文通过设计编码有核酸适配体序列(Aptamer)和DNA酶序列(DNAzyme)的多功能DNA纳米花, 利用DNA序列可负载化疗药物阿霉素(Dox)的特性, 实现了对肿瘤细胞特异靶向的药物递送, 并高效沉默肿瘤细胞的自噬相关基因ATG5, 达到增敏抗肿瘤化疗的效果. 通过RT-PCR实验验证合成的DNA纳米花可以有效剪切肿瘤细胞中自噬相关基因ATG5的mRNA; 并通过DNA纳米花的细胞毒性和细胞凋亡实验研究了其对肿瘤细胞系MCF-7的靶向治疗作用, 结果显示该多功能DNA纳米花在增敏抗肿瘤化疗方面具有明显优势.     

基于壳聚糖的pH响应双重药物释放系统研究

以腙键连接的壳聚糖阿霉素前药偶联物(Chitosan-hz-DOX)为载体,通过物理包埋法制备了负载喜树碱(CPT)的双药共传递纳米输送体系(CPT-CS-DOX).通过紫外可见吸收光谱、动态光散射、透射扫描电镜等方法研究了体系的粒径、形貌、药物负载及释放性能,发现制备CPT-CS-DOX纳米颗粒的最佳CPT投放量为20%,其粒径随着Chitosan-hz-DOX中阿霉素(DOX)含量的增加而不断降低,共传递体系有效地抑制了DOX和CPT的早期泄露,并呈现出显著的p H依赖药物释放行为.利用Peppas方程对释放曲线进行分析,发现第一阶段DOX和CPT在中性环境中的释放遵循Fick扩散控制和溶胀控制机理,在酸性环境中CPT的释放机理保持不变,而DOX的释放则转变为聚合物松弛机理;第二阶段则两者均符合Fick扩散机理.     

肿瘤微环境响应药物递送系统的设计

化学药物治疗(化疗)是目前临床上治疗肿瘤最有效的方法之一,但传统的给药方式导致药物对肿瘤的靶向性差、药物利用率低。在杀伤肿瘤细胞的同时,化疗药物对人体正常细胞也有很大的损伤,因此在化疗过程中通常伴随着严重的副作用,例如恶心、呕吐以及脱发等。随着肿瘤学和纳米材料的迅速发展,多种纳米药物载体被应用于肿瘤的治疗。纳米药物载体具有提高药物利用率、降低药物的毒副作用等诸多优势,已成为药物递送领域的研究热点。其中,肿瘤微环境响应纳米药物载体在实现肿瘤部位药物的可控释放、载体保护壳的脱除以及肿瘤靶向等方面表现出优异的性能。本文讨论了基于肿瘤微环境的异常生化指标构建肿瘤微环境响应载体的常用策略,并总结了近年来肿瘤微环境响应纳米药物载体用于肿瘤治疗的研究进展,旨在为设计与制备高性能纳米药物载体提供参考。     

苝酰亚胺衍生物在肿瘤治疗中的应用进展

目前恶性肿瘤已成为人类因疾病死亡的主要因素。化疗是当前肿瘤治疗的主要方式之一,然而常用的化疗药物存在诸多缺陷,如副作用大、易产生耐药性、难以监测等。开发高效低毒治疗药物是当前肿瘤治疗的研究热点之一。通过特定的纳米药物载体可提升药物在病变区域的有效浓度,提高杀伤肿瘤细胞效率,降低抗肿瘤药物毒副作用。苝酰亚胺衍生物(perylenediimides derivatives,PDI)是一种稳定性高、荧光效率优异的纳米分子材料,且易修饰,可连接特定基团,增强其生物兼容性并行使多种功能,可作为药物载体、抗肿瘤药物、荧光示踪剂等用于肿瘤诊断和治疗。本文综述PDI在药物载体、肿瘤细胞抑制剂和荧光示踪剂三方面的研究进展。为PDI应用于临床总结理论研究成果,并进一步指导其实际应用工作的开展。     

外泌体递药系统及其在肿瘤治疗中的应用

癌症是世界上第二大死亡原因,其每年的发病率都很高。尽管现有的治疗方法在过去十年中取得了重大进展。但是由于现有多数抗肿瘤药物具有非特异性细胞毒性、生物相容性差和生物利用度低等缺点,导致化疗等方法的治疗效果较差。外泌体是由多种细胞分泌的囊泡,具有磷脂双层结构和纳米颗粒大小。它具有良好的生物相容性、高稳定性和良好的靶向性。在癌症治疗中,外泌体作为一种潜在有效的药物递送系统已经引起越来越多的关注。本文综述了外泌体作为靶向肿瘤药物载体的设计策略,并试图为基于外泌体的纳米载体在各种肿瘤治疗中的应用提供新的见解。     

核酸适配体在肿瘤靶向治疗方面的研究进展

传统的抗肿瘤药物大多不具有选择性,在临床治疗中产生了严重的毒副作用。核酸适配体是一种小分子核酸,能够与靶标高亲和性、高特异性地结合。选择与癌症发生发展过程密切相关的生物标记物为靶标进行SELEX过程筛选出的核酸适配体自身可作为药物,也可与药物、siRNA、纳米粒等结合构成靶向给药体系,该体系能靶向作用于特定的肿瘤细胞,降低对正常细胞的毒性,用药量显著降低,药效提高。本文综述了近年来核酸适配体直接作为抗肿瘤药物、药物载体、siRNA载体以及作为纳米材料靶向剂构成多元复合靶向给药体系在肿瘤靶向治疗领域的研究进展。     

用于卵巢癌化疗-光热联合治疗的吉西他滨/聚吡咯复合纳米粒子

利用铁离子诱发吡咯氧化聚合反应制备了尺寸均一的聚吡咯纳米粒子, 并进一步负载化疗药物吉西他滨, 得到了吉西他滨/聚吡咯复合纳米粒子. 该复合纳米粒子对吉西他滨的负载能力强, 在水溶液中的稳定性好, 有助于降低吉西他滨对正常组织的毒副作用. 此外, 该复合纳米粒子在近红外光区有较强的吸收, 能够将吸收的光能转化为热, 是一种良好的光热试剂, 具有光热治疗功能. 同时, 该复合纳米粒子能够在热刺激下释放吉西他滨, 具有光热介导的化疗功能. 因此, 吉西他滨/聚吡咯复合纳米粒子是一种兼具化疗和光热治疗功能的联合治疗试剂. 复合纳米粒子在808 nm近红外激光照射下能够快速提升系统温度, 实现光热治疗与化疗联合杀伤卵巢癌细胞, 具有良好的生物医学应用潜力.