一氧化氮控制释放型纳米囊泡的合成及表征文献综述

 2022-12-28 10:54:06

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

  1. 项目内容:本项目拟利用开环聚合方法合成NO供体型生物可降解聚合物聚乙二醇-聚硝酸酯碳酸酯(mPEG-PNEC)和聚乙二醇马来酸亚胺-聚硝酸酯碳酸酯(Mal-PEG-PNEC),通过薄膜水化法制备智能响应型NO可控释放载药纳米囊泡,该纳米载体自组装后进行化疗或免疫治疗药物的装载,对纳米囊泡在大小、载药率、GSH 刺激响应下释放 NO 和荷载药物等特性进行表征,最终在细胞水平评价其降低肿瘤多药耐药性以及联合共载化疗药的抗肿瘤活性。

目的意义:NO 供体型药物及其递送系统在抗肿瘤方面的应用研究逐渐增多,因其可以协同化疗药作用、降低肿瘤多药耐药性以及通过改变血管渗透性和上调金属基质蛋白酶表达,促进纳米药物进入肿瘤组织内部。然而,目前NO供体聚合物多存在NO负载量低、制备过程复杂、可控性差以及不可降解等缺点限制了其应用,因此研究高负载、精准递送NO的智能系统仍有广泛的应用价值。生物可降解性聚合物通常具有良好的生物相容性和机械性能,在体内降解为无毒性小分子化合物后被人体吸收或排出体外。

1.1 NO在肿瘤研究方面的应用

NO 是一种广泛存在于机体各种组织中重要的生物信号和效应分子,生物体内由 NO 合酶氧化L-精氨酸产生,参与多种生理病理过程。在抗肿瘤研究方面,NO 能够抑制肿瘤细胞增殖、转移及诱导肿瘤细胞凋亡,呈现出多通路、多靶点的抗肿瘤机制[1]。此外,研究表明 NO 通过抑制 p-糖蛋白的表达降低药物从肿瘤细胞中泵出,提高药物在肿瘤细胞中的积累逆转肿瘤多药耐药性[2]。NO 在免疫细胞与肿瘤细胞的相互中起到重要的调控作用[3],在巨噬细胞对肿瘤细胞的杀伤过程中,NO 的释放介导了 Toll 样受体(TLR)4 活化后的抗肿瘤效应[4, 5],肿瘤组织的浸润髓源性细胞产生的 NO 同样在 CD8 T 细胞对肿瘤的杀伤过程中起到不可或缺的作用[6]。因此,基于 NO 的抗肿瘤治疗可能在肿瘤术后伤口愈合和增强抗肿瘤免疫反应对残留肿瘤细胞进行清除过程中发挥重要功能。

1.2 NO供体型药物递送系统在肿瘤方面应用的优点

纳米药物递送系统可以增加其在血液循环中的稳定性, 控制药物释放行为, 增加其在肿瘤部位的浓度, 因此 NO 供体通过物理包载或化学键合作用与纳米药物递送系统结合,以提高抗肿瘤作用[7];可直接诱导肿瘤细胞凋亡,NO 供体和 NO 供体型化合物可直接通过内源性(线粒体)和外源性(凋亡受体)通路激活共同 Caspase 途径,诱发肿瘤细胞凋亡,此外,p53、NF-kappa;B 和 MAPK 对肿瘤细胞的凋亡也有调节作用[8];可降低药物的 IC50 ,显著提高耐药肿瘤细胞对药物的敏感性,且负载NO的纳米胶束不影响正常细胞对药物的敏感性[9]。

  1. 国内外研究现状分析及评价。

Wang等[10]用负载NO的聚倍半硅氧烷作为抗肿瘤药物的递送系统, 并评估了其在体外抗肿瘤的活性。他们用一步沉淀法制备含有S-亚硝基硫醇和DOX的纳米粒子 (SNO-DOX)。由于DOX和NO的协同作用, SNO-DOX 在乳腺癌MDA-MB-231细胞中,其细胞毒性高于单独使用DOX或SNO纳米粒, 而NO对正常细胞无明显细胞毒性作用。

Jia 等[11]用两亲性嵌段共聚物聚苯乙烯-block-聚丙烯酸胶束作为载体, 将NO前药负载到胶束内核中, 制备得到具氧化还原/酶双重响应NO的纳米载体。该系统能够有效地防止NO提前释放, 以提高NO供体在血液循环中的稳定性。但是,单一的NO用于肿瘤治疗的抑瘤效率并不理想, 而且其受限于肿瘤对NO的敏感性。

Zhang 等[12]将 NO 供体 (alky-nyl-JSK)键连到聚合物后自组装得到具有主动靶向 JSK 前药纳米粒,该聚合物前药在 GSH 刺激下释放 NO 抑制细胞活力协同阿霉素抗肿瘤作用。

Chung 等[13]用聚合物微囊,递送 NO 以及抗肿瘤药物,用微流体装置及双乳液法制备的聚 (D,L-乳酸minus;乙醇酸) 共聚物 (PLGA) 中空微球,递送抗癌药物伊立替康 (irinotecan, CPT-11) 及 NO 供体minus;二亚乙基三胺二醇二氮烯鎓 (DETA-NONOate)。该研究首次证明:负载 NO 的纳米载药系统通过抑制 P-gp转运蛋白释放 NO ,增强了肿瘤细胞对药物的吸收作用。

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