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水凝胶纳米颗粒被广泛用于作为传递亲水性化疗药物工具来治疗癌症。细胞的内膜系统作为一个复杂的传送系统包括胞吞,胞吐和细胞自噬。细胞自噬是维持细胞内环境稳定的重要机制,可以降解聚集蛋白,损伤细胞器以及入侵病原微生物的一种重要机制,负责维护细胞内环境的稳定性。细胞自噬受到阻碍则会导致多种疾病的发生,如肿瘤,神经退行性疾病,糖尿病等。虽然纳米水凝胶已经被广泛用于药物的传递,但是其在细胞中转运途径的细节研究很少。首先,本文通过自由基沉淀聚合法合成水凝胶纳米颗粒,以N,N’-亚甲基丙烯酰胺为交联剂,利用过硫酸甲启动十二烷基硫酸钠、N-异丙基丙烯酰胺和罗丹明B的水溶混合物的聚合反应,制备水凝胶。并对其进行表征(大小和粒径分布、表面形态、载药量、体外药物释放曲线),结果表明三种用罗丹明标记的纳米颗粒的直径分别是52.5 nm(PN1),101.3 nm(PN2),299.8 nm(PN3),满足EPR效应所需的粒径大小。对于载药的水凝胶进行药物释放曲线的测定,载CQ(chloroquine,CQ)的水凝胶在最初的2 h内,有超过50%的药物释放,在12h期间超过95%的药物释放。相反,载DOX(Doxorubicin Hydrochloride,DOX)的水凝胶在12 h内只有47%的药物被释放。通过转染,免疫荧光,免疫沉淀等手段,发现,用红色荧光标记的纳米水凝胶作用于MFC-7细胞,水凝胶纳米粒子会通过细胞的内吞作用进入细胞,后传送给EEA1/SNX3阳性的早期内涵体(EES),进而传递到Rab7阳性的晚期内涵体(LES),最后到达LAMP1阳性的溶酶体,即通过了经典的内吞通路EES-LES-溶酶体。除了这个新的通路外,本实验还发现了纳米水凝胶会通过自噬通路被降解,即先经过LC3阳性的自噬体,然后传递到LAMP1阳性的溶酶体。最后,本文为了探讨自噬抑制剂联合化疗药物对肿瘤治疗的疗效,我们将MCF-7细胞移植于SCID裸鼠模型。研究结果表明,使用自噬抑制剂氯喹联合载DOX水凝胶作用于SCID裸鼠,会大大减少免疫缺陷裸鼠肿瘤的体积与重量。肿瘤组织免疫荧光结果表明,CQ联合载DOX水凝胶与单独使用化疗药物DOX相比对肿瘤的治疗更有效果。这些研究结果为水凝胶纳米粒等临床开发了重要的理论证据。