基于光热增强细胞内氧化应激的智能纳米粒子的构建及其抗肿瘤活性研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dvcsvf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近几十年来,纳米技术的蓬勃发展为肿瘤治疗带来了诸多机遇。个别基于纳米制剂的抗肿瘤药物已经完成临床转化,如包载化疗药物的脂质体。然而,在体循环中,纳米载体会不可避免地泄漏高毒性的小分子化疗药物,进而对正常组织产生严重的毒副作用。这种毒副作用严重限制了临床给药剂量,从而减弱了治疗效果。因此,寻找安全高效的治疗策略是抗肿瘤纳米药物发展的重要方向。由于毒副作用小,新兴的基于Fenton反应的化学动力学疗法已成为一种有前景的抗肿瘤策略,因为它利用肿瘤特异性环境,在过渡金属(Fe、Cu、Mn等)离子的催化下,将低毒性H2O2原位转化为高毒性的羟基自由基(·OH),使肿瘤细胞氧化还原失衡,进而导致细胞死亡。然而,肿瘤细胞内高浓度的还原性谷胱甘肽(GSH)会消除活性氧(ROS),因而促进肿瘤细胞氧化还原失衡的另一策略是降低细胞内的GSH水平。另外,通过与光热联合治疗,可以进一步增强细胞内氧化应激,从而增强肿瘤治疗效果。因此,本文合理设计并构建了三种光热与化学动力学联合治疗体系,用于增强肿瘤细胞内氧化应激,从而抑制肿瘤增长。主要内容如下:(1)针对Fenton反应在化学动力学治疗中遇到的障碍,通过提高Fenton反应效率和增加肿瘤部位的H2O2浓度来增加ROS的生成,进而增强细胞内氧化应激。首先,成功制备铁-没食子酸(GA)配位聚合物(Fe(III)-GA),并将其与葡萄糖氧化酶(GOx)共载于沸石咪唑酯骨架(ZIF-8)中,然后表面修饰偶氮苯-牛血清白蛋白偶联物(Azo-BSA),实现缺氧激活的正反馈细胞摄取和光热增强细胞内氧化应激(记为FGGZA)。其中,通过三种方式提高Fenton反应的效率,具体为:(ⅰ)GA在酸性条件下将Fe3+转化为Fe2+;(ⅱ)Fe(III)-GA具有光热转换性能,提高Fenton反应效率;(ⅲ)GOx催化反应可以产生葡糖酸降低局部p H,满足Fenton反应的要求。另外,光热能够提高GOx酶活,产生大量H2O2,实现H2O2的自供给。此外,GOx对氧气的持续消耗会造成肿瘤缺氧环境,Azo可以响应缺氧断裂,使FGGZA的表面电荷由负电变为正电,更容易被细胞吸收,从而实现缺氧激活的正反馈细胞摄取。体内外实验表明,FGGZA可以实现缺氧激活的正反馈细胞摄取和光热增强的细胞内氧化应激,通过光热和化学动力学联合治疗有效抑制肿瘤增长。(2)除了Fe,Cu也是具有潜力的类Fenton催化剂,其避开了对p H的严苛要求,反应活性比Fe介导的Fenton反应高160倍,并且具有消耗GSH的能力。首先,制备聚多巴胺纳米颗粒(PDA),并以其为模板,在其表面原位生长掺杂Cu的ZIF-8,实现新型的光热和化学动力学联合治疗。其中,Cu/ZIF-8中的Cu2+可以被GSH还原为Cu+,不仅消耗GSH,而且产生的Cu+可以介导类Fenton反应,将H2O2催化为·OH,提高ROS水平。重要的是,催化Fenton反应后,Cu+转化为Cu2+,Cu2+可以继续消耗GSH,形成循环的级联反应,持续消耗GSH,产生ROS;而且,PDA具有良好的光热转换性能,能够使局部温度升高,不仅可以促进GSH消耗,还可以促进ROS生成。体内外实验表明,PDA@Cu/ZIF-8可以实现光热同时增强ROS生成和GSH消耗,极大地增强细胞内氧化应激。值得一提的是,此工作首次发现了光热对Cu2+消耗GSH的促进作用,开拓了光热与化学动力学联合治疗的新协同机制。(3)基于以上工作,以Cu作为类Fenton催化剂的同时,解决肿瘤部位H2O2水平不足的问题。GOx是高效的H2O2生成酶,但肿瘤缺氧环境无法满足其持续的氧气消耗,进而限制H2O2生成量。此工作采用全氟戊烷(PFP)为氧载体,将氧气递送至肿瘤部位,并实现光热响应智能释放,进而实现光解锁的H2O2生成。首先,制备介孔硫化铜纳米粒子(记为HMC),表面修饰GOx(记为HMCG),然后负载PFP和氧气(PO@HMCG),实现光解锁的光热和化学动力学联合治疗。其中,HMC具有光热转换性能,在近红外光照射下,释放Cu2+/Cu+,实现光热同时增强ROS生成和GSH消耗,进而增强细胞内氧化应激。同时,当局部温度升高至PFP的沸点以上,PFP实现由液态到气态的转化,从而释放氧气,为GOx的催化过程提供原料,激活H2O2的合成。体内外实验表明,PO@HMCG可以实现光解锁的光热和化学动力学联合治疗,不仅达到优异的肿瘤抑制效果,而且避开了对正常组织的损伤。
其他文献
随着全球化进程的加快和中国经济的腾飞,来华工作、学习、旅游的外国人不断增多。国家科技部统计数据显示,2019年在中国境内工作的外国人已超95万。然而,面对高速发展的中国,外国人来华前所持有的种种预期和思维定式往往在来华后发生了巨大变化。在这一过程中,与中国人的接触交往就成为其理解中国的重要途径。虽然西方关于群际接触的研究已较为成熟,但国内针对群际接触的本土研究尚处于起步阶段,且相关研究往往聚焦于解
当前,农村小学信息技术教学存在不被重视、缺乏专业教师、没有具体的教学任务、教学设备落后和不齐全等问题,严重阻碍了信息技术课程在农村小学的推进,也对农村学生的全面发展造成了一定的影响。作为多年奋战在小学信息技术课程教学一线的教师,笔者认为可以从更新教育教学观念、培养专业教师、明确教学任务、融入生活元素等方面解决农村小学信息技术教学中存在的问题,以增强信息技术课的存在感与实用性。
随着我国经济社会和信息化科技的进步与发展,学校教育模式正处于不断地更新,培养和提升学生创新能力已经成为了我国高等院校教育的核心。数学课程始终都是我国知识系统中重要的课程之一,小学数学对于学生的创新意识培养的效果也更为显著,数学课程是一门需要其逻辑性与创新思考较强的课程,因此,只有充分调动和启发学生的创造性与思考意识,才能够大大提高学生的自主探究学习能力。本文将通过分析研究创新意识以及创新意识的原则
学位
学位
“超越式班级共同体”是由一个个鲜活的个体构成,每一个学生都是构建超越式班集体的重要组成部分,群体成员个性化十足,但其共同目标都是建立在共同学习目标的基础之上的。为了打造一个优秀的超越式班集体,应采用多种多样的超越式活动,调动学生的超越意识,让班级形成积极向上的凝聚力,让每一个学生在集体的舞台上绽放不同的光彩。
近年来,伴随着我国金融改革的纵深推进,我国债券市场的发展也进入了快车道,市场的深度和广度逐年扩大,市场的影响范围和作用力也与日俱增。在我国债券市场蓬勃发展的同时,债券市场在实际运行中存在的各类问题也逐渐显现,这些隐藏于各个环节和层面的问题降低了债券市场的效率,对债券市场的长远发展构成了制约。实证资料表明,在我国债券市场的发展历程中,政府监管在其中发挥着重要的作用。因此从政府监管视角出发,如何通过监
固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)是一种将化学能直接转化为电能的电化学装置,具有效率高、污染小、噪音低等优点,是未来最具发展前景的清洁能源之一。但是,SOFC在热循环的过程中,由于温度变化较大且电池各层之间的热膨胀系数存在差异,使得电池内部产生了较大的热应力,从而导致电池出现开裂、脱层等问题,这直接影响着电池的力学稳定性以及电化学性能。本文在已有的研究基础上
广州市花都区狮岭镇的皮具箱包产业集群发展逾40年,产品以外贸出口为主,经历了从自主集群到线下产业链完备的第一次转型升级,但近年来,市场环境和疫情的压力迫使其不得不面临二次转型升级,探索新的行业转型路径:一是在数字化时代建设自主区域品牌以提升集群整体价值,二是建立数字化联动平台提升产业运行效率,双管齐下,一方面降低产业平均成本,另一方面增强在全球价值链中的竞争力。“中国皮具之都”应顺应5G时代发展潮