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恶性肿瘤是威胁人类生命健康的主要疾病。在肿瘤治疗的众多方法中,化疗由于成本低、疗效好、操作简便等优点,仍然是临床上最常用的治疗手段。相比于其他给药方式,口服给药具有患者顺应性好,服用方便等优点,但对肿瘤的治疗效果并不理想。这主要是因为口服制剂除了需要克服严苛和复杂的胃肠道环境之外,同样需要经历血液循环中的诸多障碍。有研究表明,巨噬细胞可以在肿瘤趋化因子的作用下,向肿瘤组织迁移、聚集,因此作为生物细胞载体在肿瘤靶向药物递送方面具有极大潜力。基于此,本课题构建了一种新型微纳米口服给药系统(YGM/PEI/FeNPs-5-Fu),该口服给药系统主要由三层组成:外部包裹的酵母葡聚糖微囊(Yeast Glucan Microcapsule,YGM),具有电正性的聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine,PEI)中间层,以及包含药物的铁纳米粒(Iron Nanoparticles,FeNPs)内核。1)外层的酵母葡聚糖不但可以保护内容物免受胃肠道环境的降解和清除,而且进入肠道后会被巨噬细胞特异性识别与吞噬,实现给药系统自动装载至巨噬细胞,并通过“搭便车”的方式随巨噬细胞经淋巴系统靶向迁移至肿瘤组织。2)电正性的PEI中间层不但可以通过静电相互作用将电负性铁纳米内核负载至同样电负性的酵母微囊中,而且可以通过质子缓冲效应避免药物在胃肠道的提前泄漏和降解。3)将化疗药物5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-Fu)负载至铁纳米内核,一方面可以减缓药物在巨噬细胞内的渗漏,被持续释放到肿瘤组织;另一方面,FeNPs可以诱发铁死亡机制和巨噬细胞M1型极化,这将增强的5-Fu的化疗效果。本课题的主要研究内容有以下几个方面:1、YGM/PEI/FeNPs-5-Fu的制备与表征。本研究首先利用Hubble-bubble法合成FeNPs,将化疗药物5-Fu通过冰浴超声法负载到FeNPs中,构建FeNPs-5-Fu纳米内核;接着通过静电吸附作用完成PEI对FeNPs-5-Fu的包裹;最后,通过静电作用及虹吸作用完成YGM对PEI/FeNPs-5-Fu的负载,制备得到目标口服微纳米给药系统YGM/PEI/FeNPs-5-Fu。体外药剂学实验结果显示,FeNPs对5-Fu的载药量及包封率分别为(51.10±2.87)%和(26.24±3.11)%;YGM对PEI/FeNPs-5-Fu的包封率达(92.08±2.65)%。体外模拟胃肠液中稳定性结果显示,YGM/PEI/FeNPs-5-Fu 于模拟胃液条件下 2 h,5-Fu 释放量为(14.47±1.96)%,在模拟肠液中8 h,5-Fu累计释放量为(20.38±1.91)%,表明YGM/PEI/FeNPs-5-Fu具有良好的胃肠道稳定性,能够在胃液及肠液中有效的保护药物,避免药物的提前释放。2、YGM/PEI/FeNPs-5-Fu 的体外抗肿瘤活性。YGM/PEI/FeNPs-5-Fu 口服给药系统发挥抗肿瘤活性的前提是被巨噬细胞摄取,且不影响巨噬细胞正常生理功能。因此课题首先以鼠源巨噬细胞株RAW264.7和小鼠腹腔原代分离巨噬细胞(Peritoneal Macrophages,PEMs)为模型,考察给药系统的作用。实验结果显示,给药系统可以被不同来源巨噬细胞高效摄取,且未表现出明显细胞毒性。不仅如此,随后以小鼠结肠癌细胞CT26为肿瘤细胞模型,考察给药系统的抗肿瘤活性。实验结果显示,治疗药物可以持续性地从巨噬细胞中释放出来,并被肿瘤细胞摄取。体外细胞增殖实验及Transwell实验表明YGM/PEI/FeNPs-5-Fu能够显著抑制肿瘤细胞CT26的细胞增殖和迁移,表现出良好的抗肿瘤活性。最后,基于细胞水平的分子机制实验结果表明,YGM/PEI/FeNPs-5-Fu给药系统可以促进巨噬细胞向抗肿瘤的M1型极化,增加CT26细胞内铁水平和活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)水平,这些机制进一步增强5-Fu对肿瘤细胞的杀伤作用,实现增强型肿瘤化疗。3、YGM/PEI/FeNPs-5-Fu的体内抗肿瘤活性。本课题以雄性BALB/c小鼠为实验动物,采用AOM/DSS法构建小鼠结肠癌模型,考察了 YGM/PEI/FeNPs-5-Fu给药系统的体内肿瘤靶向性及抗肿瘤作用。小鼠活体成像实验结果显示,相较于肠上皮组织,派氏结、肠系膜淋巴结以及腹沟膜淋巴结具有更强的荧光信号,这表明基于酵母多糖微囊的给药系统能够快速通过派氏结进入淋巴系统。体内药效学研究表明,YGM/PEI/FeNPs-5-Fu能够有效缓解结肠癌的炎症、腹泻等症状,降低结肠组织的肿瘤负荷量,显著抑制结肠癌的发展,抑瘤率达62.75%,表现出良好的体内抗肿瘤作用。进一步研究表明,该给药系统可以刺激体内巨噬细胞向抗肿瘤的M1型极化,增强体内脾细胞、巨噬细胞的抗肿瘤活性;还可以促进肿瘤细胞内发生铁积累,降低细胞内谷胱甘肽(Glutathione,GSH)含量及谷胱甘肽过氧化物酶4(Glutathione Peroxidase 4,GPX4)活性,产生ROS,打破肿瘤细胞内氧化还原平衡,通过铁死亡机制杀伤肿瘤细胞。因此,该给药系统良好的体内抗肿瘤活性可能与化疗、体内免疫系统激活及铁死亡机制的协同作用有关。