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)
癌症,是一类常见的恶性肿瘤疾病,严重威胁着人类的健康,威胁人类的生存和发展。目前癌症的治疗方法有很多种,主要有手术治疗、化学治疗、放射线治疗、基因治疗等。化学治疗是使用可以杀死癌细胞的药物进行治疗的一种方式,是目前对抗癌症最重要的治疗手段。但是目前常用的抗肿瘤药物溶解度差,溶解速率慢,导致药物的生物利用度低,严重影响了临床治疗效果。对于亚微米级药物颗粒,其溶解度与粒径大小有关,当药物粒径小于100nm时,溶解度随粒径的减小而增加。另外,固体药物的溶出速率与表面积成正相关,通过减小药物粒径,可以增加单位质量药物的表面积,从而增大溶出速率[1]。将难溶性药物纳米化可以有效改善溶解度小和生物利用度低的问题。近年来,药物纳米制剂在药物递送应用上引起了广大研究者的兴趣。纳米制剂往往能够改善药物的常规性能,例如,减少药物的尺寸,增大药物溶解度。有的纳米制剂还具有特异性,可以将药物输送到特定组织并控制药物的释放速率,能够实现靶向给药。这种靶向性和持续性的药物递送可以减少药物相关的毒性,并增加患者的依从性,减少给药次数。经研究证明,药物纳米技术在治疗癌症、AIDS和许多其他疾病方面都具有独特的优势,它也为诊断测试提供了新的研究方向。常见的纳米剂型包括聚合物纳米粒、纳米乳液、脂质体、聚合物胶束,树状大分子等[2][3]。其中,纳米晶技术是一种重要的纳米药物合成技术,能够增加药物的溶解度和溶解速度,降低药物毒性,提高病人依从性,并具有载药量高的特点。纳米晶是以纳米混悬液的形式在液体分散介质中分散形成的,纳米晶的合成方法主要有两种:top-down法和bottom-up法,此外还有而二者联用的方法[4][5]。其中,反溶剂沉淀法可以产生非常小的粒径,能达到大约100nm以下。本文在制备纳米混悬液时采用了一种改良的沉淀法反溶剂超声沉淀法,在晶体析出过程中引入探头超声,使得药物粒子在制剂中分布更加均匀。纳米混悬液通过减小粒径,增大药物的比表面积,从而增加药物的溶解度和溶解速率,提高药物的生物利用度。然而,纳米混悬液是一种热力学不稳定系统,因具有较大的表面积,其表面自由能较高。因此,纳米混悬液中,颗粒倾向于聚集以降低系统的表面自由能,这是造成纳米混悬液不稳定的因素之一[6]。以往的研究中,为了减缓纳米晶体颗粒的聚集与生长,常常在体系中加入亲水性聚合物或者表面活性剂等稳定剂,例如HPMC,吐温,PVAs,TPGS,PEGs等。稳定剂通过吸附在晶体表面或者改变体系的电性从而产生空间位阻或者静电排斥进而维持纳米混悬液体系的稳定。然而,治疗过程为期较长时,常用稳定剂的稳定效果会随时间延长而减弱。另外,常用的稳定剂往往具有毒性或者容易引起过敏,这导致其使用受到了限制。因此,需要寻找毒性小,稳定性强,生物相容性好的稳定剂以稳定纳米混悬液体系。beta;-酪蛋白 (Beta-casein,beta;-CN)广泛存在于牛、山羊等哺乳动物和人的乳汁中,分子量24kDa,是一种两亲性非结构化的钙敏感磷蛋白,含有五个磷酸化的丝氨酸残基,由209个氨基酸残基组成,等电点为5.2。beta;-CN的N末端残基1~40含有蛋白分子的全部净电荷,疏水性低,仅含有2个脯氨酸残基;beta;-CN的中间部分,即残基41~135,几乎不含电荷,具有中等疏水性;beta;-CN的C末端部分,即残基136~209,主要由中性和疏水性氨基酸组成,脯氨酸残基含量非常高,且具有电荷小、疏水性高的特点[8]。beta;-酪蛋白是一个两亲性分子,具有表面活性,能够在溶液疏水/亲水界面浓缩,起表面活性剂的作用。在水溶液中,beta;-酪蛋白可以自组装成圆形甚至球形胶束,流体动力学半径在7-14nm,临界胶束浓度范围为0.3~0.7 mg/mL。beta;-酪蛋白的这种自组装行为是可逆的,受到pH、温度、离子强度和浓度的影响[9]。低温(0℃)时,beta;-酪蛋白呈单体状态,随着温度升高,胶束开始形成,其转变温度为15-30℃。在中性pH条件下,25mM磷酸钠缓冲液中beta;-酪蛋白形成胶束,在一定温度范围内胶束数目随温度的上升而增加[10]。与传统的稳定剂相比,beta;-酪蛋白具有很好的生物相容性而能够用于静脉注射[7][11]。因此,我们选用beta;-CN作为稳定剂。两亲性的或者难溶性药物都可能通过自组装作用被包裹在beta;-酪蛋白的疏水性内芯里,产生空间位阻进而减缓颗粒的聚集,增加混悬液的稳定性[12]。经临床验证,紫杉醇(Paclitaxel,PTX)是一种具有优秀抗肿瘤作用的天然抗癌药物。紫杉醇主要来源于红豆杉树皮组织,作为紫杉烷类抗癌药物中的一员,也是治疗多种癌症最常用的化疗药物之一,临床上广泛用于宫颈癌、乳腺癌、卵巢癌等癌症的治疗。紫杉醇是一种微管蛋白稳定剂,能够与微管蛋白结合,抑制微管的分解。微管与细胞有丝分裂M期纺锤体的形成有关,紫杉醇与微管结合阻滞细胞的有丝分裂,还选择性的阻滞细胞周期中G2/M期的细胞进而抑制细胞的生长,最终导致细胞凋亡。在相当数量的实体瘤中,例如乳腺癌、前列腺癌,都表达有基质金属蛋白酶(MMPs)。基质金属蛋白酶(MMPs)是一类酶家族,是以Ca2 、Zn2 等金属离子作为辅助因子的一类肽链内切酶,主要介导细胞表面蛋白和细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的水解,能够破坏组织学屏障使得肿瘤细胞发生转移和侵袭。基质金属蛋白酶在肿瘤细胞的增殖、转移、侵袭以及血管生成等过程中都起到一定的作用。MMPs通过释放激活的生长因子产生促进肿瘤生长的信号。此外MMPs还参与肿瘤细胞有丝分裂的信号转导[14][15]。马立马司他(Marimastat,MATT)是一种基质金属蛋白酶抑制剂,可以抑制基质金属蛋白酶的活性,从而抑制肿瘤细胞的迁移,产生抗肿瘤效果[16]。
我们将以beta;-酪蛋白为稳定剂,制备的PTX/MATT-Ns纳米混悬液可以实现联合治疗效果,同时发挥PTX和MATT的功效。当PTX/MATT-Ns注射进入体内到达肿瘤部位后,MMPs将酪蛋白水解,释放出PTX进入肿瘤细胞,抑制微管的形成,从而抑制肿瘤细胞的分裂增殖。同时,从MATT-beta;-CN复合物中脱落的MATT作用于基质金属蛋白酶使之失活,抑制肿瘤细胞的迁移。为了验证该制剂的抗肿瘤效果,我们以4T1细胞为对象进行了一系列的实验研究。我们将采用反溶剂超声沉淀法,使用探头超声技术制备纳米混悬液。先将beta;-CN与MATT制成 MATT-beta;-CN复合物,再加入PTX,制成 PTX/MATT-Ns。以小鼠乳腺癌4T1细胞为研究对象,检测该制剂对4T1细胞的抑制作用。
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