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肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)在各类癌症中致死率排名前五,是世界范围内威胁人类生命的最为严重的疾病之一。化疗是目前肝癌治疗中最广泛和有效的治疗手段之一,但是传统小分子化疗药物利用率低、副作用大、易使肝癌细胞产生耐药性,当治疗药物浓度不足时,还会诱导癌细胞的转移。本文设计并构建了一个集肝癌靶向功能、超声响应释药功能于一体的纳米载药胶束。肝癌主动靶向能力可以提高纳米胶束在肝组织中的聚集,提高肝癌细胞对载药胶束的摄取量;超声响应功能可以使纳米载药胶束在超声刺激下快速释药,短时间提高肝癌细胞内的抗癌药浓度,有效杀灭肝癌细胞。该载药胶束可以弥补传统化疗药物的不足。本论文工作具体内容及结果如下:(1)纳米载体材料的合成及表征本文首先以甲基丙烯酸2(-N-乳糖酰胺)乙酯(LAMA)为原料,通过原子转移自由基聚合(ATRP)合成三种不同长度的有肝靶向功能的亲水聚合物(pLAMA:p LAMA30;p LAMA40;pLAMA50)。然后将1-氧自由基4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶(TEPMO)和硬脂酰氯(OC-Cl)通过酰化反应合成疏水化合物(TEPMO-OC)。最后应用单电子氮氧自由基偶合反应(SET-NRC)将亲水聚合物pLAMA与疏水化合物TEPMO-OC偶联在一起,形成具有超声敏感化学键的两亲性嵌段聚合物(pLAMA-OC)。应用1H NMR、HRMS、MALDI-TOF MS对该聚合物化学结构进行表征,确证成功合成本文所述各分子。(2)纳米胶束的理化性质表征采用透析法制备三种亲水链聚合度不同的纳米胶束p LAMA30-OC、p LAMA40-OC和p LAMA50-OC。动态光散射(DLS)及透射电子显微镜(TEM)结果显示三种纳米胶束为均匀单分散球形,粒径约为200 nm,表面带负电荷。p LAMA30-OC、p LAMA40-OC和p LAMA50-OC的临界胶束浓度(CMC)分别为46.77 mg/L、82.03 mg/L和106.46 mg/L。稳定性实验显示纳米胶束可以稳定储存于PBS溶液中,并且质谱分析证明载体材料超声刺激后会发生解体,说明纳米胶束p LAMA-OC可以具有超声响应能力。生物相容性实验证明纳米胶束具有良好的血液相容性和细胞相容性。(3)纳米胶束载药能力及载药胶束理化性质表征以阿霉素(DOX)为模型药物,透析法制备纳米载药胶束pLAMA-OC/DOX。综合考虑纳米胶束的粒径、CMC、载药率和包封率等特征,选用pLAMA40-OC纳米胶束作为抗癌治疗中的载药载体。药载比为1/10时,制备的载药胶束pLAMA40-OC/DOX包封率和载药率分别为60.01±2.04%和5.66±0.18%。粒径为265.5±7.8 nm,表面带有负电荷,TEM观察该载药胶束为均匀单分散球形结构。酸性环境中,超声刺激可以使载药胶束释药量提高27.8%,因此本文所述载药胶束可以实现超声响应释药。(4)纳米载药胶束p LAMA40-OC/DOX的体外肝靶向能力及体外抑癌能力评估通过激光共聚焦显微镜(CLSM)和流式细胞仪(FCM)对载药胶束p LAMA-OC/DOX的肝靶向性以及其在癌细胞中超声响应释药行为进行研究。CLSM结果显示,相比于乳腺癌细胞MCF-7,肝癌细胞Hep-G2可以更多的摄取纳米载药胶束pLAMA40-OC/DOX,并且超声后癌细胞内的荧光强度增强。FCM结果显示,在与载药胶束孵育2 h后,Hep-G2细胞中有91.6±0.49%的细胞摄取载药胶束,而摄取载药胶束的MCF-7细胞为13.30±6.55%;延长孵育时间至4 h,未超声处理的Hep-G2细胞中平均荧光强度比MCF-7细胞高24.87%;与未超声相比,超声处理后的Hep-G2细胞中平均荧光强度增强59.9%。表明载药胶束p LAMA40-OC/DOX对肝癌细胞具有靶向性,同时p LAMA40-OC/DOX可以在肝癌细胞中响应超声刺激释放出DOX。摄取机理实验证明,载药胶束pLAMA40-OC/DOX是由肝癌细胞Hep-G2上的去唾液酸糖蛋白受体介导进入细胞,说明p LAMA40-OC/DOX可以主动靶向HCC细胞。体外肝癌抑制实验结果表明,经超声刺激后p LAMA40-OC/DOX的平均半数抑制浓度(IC50)为6.61μg/m L,未超声刺激的IC50为38.80μg/m L,该结果说明纳米胶束可以响应超声刺激释放DOX,从而提高其抑癌活性。(5)纳米载药胶束p LAMA40-OC/DOX的体内抑癌能力研究Balb/c小鼠腋下接种鼠乳腺癌细胞4T1构建模型小鼠。治疗18天后,小鼠肿瘤的相对增殖率(T/C%)结果表明,PBS/US组T/C%为122.90%(>60%,无效治疗),p LAMA40-OC/DOX/US组T/C%为28.58%(<60%,治疗有效),该结果说明载药胶束在到达肿瘤组织后,经超声刺激可以在体内有效治疗癌症。肿瘤组织HE染色图片显示超声处理的载药胶束确实可以消融杀伤癌细胞。综上所述,本文所合成pLAMA40-OC/DOX载药胶束具有肝靶向功能、超声释药能力,并且在超声刺激后具有良好的抑癌能力,为肝癌的治疗提供了新的思路与平台。