小分子顺铂纳米前药的设计及协同抗肿瘤研究

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作为一种全身性治疗方法,化疗被广泛应用于各种临床癌症的治疗,但化疗的诸多不利因素也限制了其疗效。纳米载体药物输送系统(NDDSs),因其稳定性、靶向性、刺激响应性和协同抑瘤等优点,被认为是一种很有前景的策略。然而,载体异质性产生的毒性和免疫原性以及设计和合成过程的复杂性,阻碍了其临床应用。无载体纳米药物输送体系,是药物通过分子间的作用力自组装形成的纳米药物输送体系。保留了NDDSs诸多优点,摒弃了载体,简化了药物分子结构,载药量更高,设计和制备过程更加简单。目前,研究较为广泛的无载体纳米药物体系主要为药物纳米晶体、抗体-药物偶联物纳米粒子(ADCs)、前药自组装纳米粒子和药物-药物偶联纳米粒子(DDC)。两亲性药物-药物偶联纳米粒子(ADDC)作为一种特殊的无载体纳米药物粒子,由亲水性药物和疏水性药物通过敏感键连接的偶联物自组装得到。这些由两种具有不同治疗机制的药物以精确的配比构成的纳米粒子对于解决治疗过程中的肿瘤异质性、药物毒副作用和耐药问题极具研究价值。基于以上研究背景和肿瘤独特的微环境,本文以化疗药物顺铂偶联不同化疗药物或功能性分子设计了两种还原敏感的两亲性药物-药物偶联纳米颗粒(ADDC),在精确的药物配比和100%的载药量的前提下,以期能够降低化疗药物的毒副作用,达到协同抑瘤的效果。设计思路及主要研究结果如下:(1)以顺铂(CP)和达沙替尼(DAS)为原材料合成的两亲性药物-药物偶联物CPDDA,在水溶液中,可以通过小分子的疏水作用力,自组装成纳米粒子CP-DDA NPs。CP-DDA NPs在中性环境中能稳定保持其纳米结构,而在还原条件下能快速降解,释放CP和DAS。细胞实验证明CP-DDA NPs被细胞摄取后,能在肿瘤细胞的微环境中降解,释放活性药物,促进细胞凋亡。划痕实验和Transwell迁移实验结果表明CPDDA NPs释放的CP和DAS能协同抑制肿瘤细胞的增殖和迁移。HepG2 MCs的体外生长抑制实验验证了CP-DDA NPs良好的体外抗肿瘤活性。最后,小鼠体内抗肿瘤实验和组织病理学切片分析进一步证明了CP-DDA NPs的低毒副作用和良好的协同抗肿瘤作用。(2)以顺铂(CP)和氯尼达明(LND)为原材料合成的两亲性药物-药物偶联物LNP,在水溶液中自组装成纳米粒子LNP-NPs,该纳米粒子在中性环境中能稳定保持其纳米结构,而在还原条件下能快速降解释放CP和LND,发挥LND的药物活性,抑制肿瘤细胞糖酵解途径的能量代谢。摄取实验显示LNP-NPs能够被MCF-7和EMT6两种细胞有效摄取。MTT实验表明被细胞摄取的LNP-NPs能够在肿瘤细胞的还原性条件下迅速降解,释放活性药物,协同抑瘤,促使细胞凋亡。肿瘤细胞中的ATP和培养基中乳酸(LD)的量的变化证明了LNP-NPs释放的LND能够抑制癌细胞的能量代谢。MCs的生长抑制实验表明LNP-NPs在体外具有与裸药同等的抑瘤效果。
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