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肿瘤多药耐药(MDR)是指肿瘤细胞接触一种药物以后,不但对该药物产生耐药性,而且对其它结构和作用机制不同的药物也产生抗药性。肿瘤多药耐药广泛存在于乳腺癌、肺癌等肿瘤的临床治疗中,是导致肿瘤化疗失败的主要原因之一。基于纳米技术的药物输送系统能够将药物靶向输送到肿瘤部位,显著增加肿瘤细胞对抗肿瘤药物的敏感性,为逆转肿瘤多药耐药的研究提供一种新策略。本文选择临床上广泛应用并具有显著多药耐药现象的抗肿瘤药物一紫杉醇做为模型药物,采用分子自组装技术制备了紫杉醇自组装纳米粒(PSN),并对其降低乳腺癌和肺癌耐药性进行了初步研究。 本文的研究内容包括:PSN体内外分析方法的建立、PSN的制备与表征、PSN降低肿瘤耐药性的细胞作用机理、PSN体内药物动力学过程及分布特性和PSN降低肿瘤耐药性的药效学评价。 首先,利用分子自组装技术制备PSN,并对其处方组成和制备工艺进行优化。分别考察了水化温度、中链甘油三酸酯(MCT)含量和载药量三个因素对PSN制备工艺的影响。实验结果显示,PSN的最佳处方与制备工艺条件为:TPGS、Tween80、MCT和PTX的质量比为40:20:25:1,水化温度为37℃。按最优处方和工艺制备的PSN粒径约为20~30nm,分布均一,Zeta电位-3.87±7.49mV;DSC测定结果显示紫杉醇主要以分子形式存在于PSN中;体外释放结果显示,PSN的体外释放具有一定的pH依赖性,在弱酸性环境中(pH=5.0)释放速度较在中性环境中(pH=7.4)释放速度快。 其次,考察了PSN降低肿瘤耐药性的效果与作用机理。选取两株耐药细胞:乳腺癌阿霉素耐药细胞株MCF-7/ADR和肺癌紫杉醇耐药细胞株A549/T。PSN能够增加紫杉醇对MCF-7/ADR和A549/T两种耐药细胞株的毒性作用,分别降低其IC50值16.56和21.3倍。耐药系数计算结果显示,PSN孵育后,两种耐药细胞株的耐药系数均显著降低,分别较紫杉醇对照组降低3.08和3.21倍。为考察PSN降低MCF-7/ADR和A549/T细胞耐药性的机理,选取了PSN在细胞内的定位、对ATP的影响、对周期的影响以及对凋亡和坏死的影响进行考察。细胞内定位实验中C6-SN在A549/T细胞中溶酶体逃逸能力较在MCF-7/ADT中强;SN能够降低MCF-7/ADR细胞中ATP的富集,而在A549/T细胞中,能增加ATP的富集;PSN能够增强紫杉醇对于细胞周期的调控水平,从而影响两种耐药细胞株的周期,显著地增加细胞在G2期和GO期的滞留;在细胞凋亡实验中,PSN是结合紫杉醇和SN两方面的作用,从而增加了耐药细胞的早晚期凋亡。降低耐药性的机制考察结果表明:PSN提高耐药两种耐药细胞株化疗敏感性的机理是不同的。 最后,为考察PSN在肿瘤耐药模型动物体内的分布特性和药效学,选用乳腺癌耐药细胞MCF-7/ADR建立荷瘤裸小鼠模型。采用近红外成像技术考察了DiR-SN在耐药肿瘤模型中随时间变化的分布特性。结果表明,随着时间的延长,荧光标记的纳米粒逐渐向肿瘤部位富集;采用HPLC定量测定了PSN在荷瘤裸小鼠中分布特征,结果表明,给予PSN后,紫杉醇在肿瘤部位的分布较对照组提高了2.28倍。因此,PSN能够显著提高紫杉醇在肿瘤部位的分布。药效学实验结果表明,生理盐水对照组、PTX-CrEL对照组(10mg·kg-1)、PSN低剂量组(6mg·kg-1)和PSN高剂量组(10mg·kg-1),其相对肿瘤体积分别为:15.3、11.5、9.3和1.1。PSN给药剂量为10mg·kg-1时对荷MCF-7/ADR裸小鼠耐药肿瘤具有很好的抑制作用,其相对瘤体积为生理盐水组的7.2%,为PTX-CrEL,对照组的9.6%,肿瘤体积较0天初始给药时无显著性变化。 综上所述,紫杉醇自组装纳米粒(PSN)能够降低乳腺癌耐药细胞株MCF-7/ADR和肺癌耐药细胞株A549/T对紫杉醇的耐药性,且对荷MCF-7/ADR裸小鼠耐药肿瘤具有很好的抑制作用,说明PSN在耐药肿瘤的治疗过程中具有潜在应用价值。