癌症已经成为危害人类身体健康的主要因素之一,在世界范围内引起了广泛关注。目前,在临床上用于治疗癌症的主要方法包括化学治疗、放射治疗、手术治疗等。多西他赛(DTX)是一种在临床上已得到广泛应用的化疗药物,它是紫杉醇的半合成衍生物,是一种广谱抗癌药,对乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、肺癌、头颈癌等癌症均具有治疗作用。但是,由于DTX的水溶性差,在临床应用中,通常在其注射液中加入一定量的吐温-80等增溶剂以增加其溶解性,易引起严重的副反应,如过敏反应等。另外,由于DTX的组织选择性差,容易对正常细胞造成毒副作用。为了增加DTX的溶解性,增加其对肿瘤组织的靶向性,人们近些年研究了多种药物传递系统,如囊泡、纳米粒、聚合物胶束、聚合物-药物结合物胶束等。其中,聚合物胶束是由两亲性嵌段共聚物在水中自组装形成的纳米级别的核壳结构,亲水性嵌段形成聚合物胶束的外壳,而疏水性嵌段组成其疏水性的内核,该疏水内核可以装载疏水性的药物。如果将药物与亲水性或者两亲性嵌段共聚物通过化学键结合,则可形成聚合物-药物结合物胶束。聚合物-药物结合物胶束具有载药量高、稳定性好、药物释放缓慢等优点,具有较好的抗肿瘤效果。另外,可通过环境敏感的化学键将聚合物与药物结合,使聚合物-药物结合物胶束具有氧化还原敏感性、pH敏感性、酶敏感性等等。为了增加DTX的溶解性,降低其毒副作用,本课题将DTX通过一个含有二硫键的连接臂与两亲性嵌段共聚物mPEG-PBLG相连,合成了氧化还原敏感的mPEG-PBLG-SS-DTX嵌段。该嵌段可以在水中自组装形成胶束,并通过对此胶束进行进一步修饰,形成多功能的mPEG-PBLG-SS-DTX/mPEG-FA混合胶束,该混合胶束同时具有氧化还原敏感性和主动靶向性,表现出更好的抗肿瘤效果。本课题的主要研究内容包括以下三点:(1)两种具有不同分子量的 mPEG-PBLG-SS-DTX(mPEG2000-PBLG1750-SS-DTX 和 mPEG5000-PBLG1750-SS-DTX)的合成和表征。以具有不同分子量的mPEG-NH2为大分子引发剂,与γ-Bzl-L-Glu-NCA单体发生开环聚合反应,生成具有不同分子量的两亲性嵌段共聚物mPEG-PBLG(mPEG2000-PBLG1750和mPEG5000-PBLG1750)。然后,通过一个含有二硫键的连接臂将DTX与mPEG-PBLG结合,得到氧化还原敏感的聚合物-药物结合物mPEG-PBLG-SS-DTX。并分别利用1H-NMR和FT-IR确定中间产物和mPEG-PBLG-SS-DTX 的合成成功。(2)氧化还原敏感的mPEG-PBLG-SS-DTX胶束的制备、表征和体外抗肿瘤评价。由于聚合物-药物结合物mPEG-PBLG-SS-DTX具有两亲性,在水溶液中可以自组装形成具有核壳结构的胶束,所以在本实验中我们通过透析法将其制备成胶束。该胶束在TEM下呈现出粒径均一、圆整的球形,利用DLS测得的粒径分别为101.3 ± 1.4和148.9 ±1.4 nm,且粒径布均匀,这两种胶束的Zeta电势分别为-20.1 ± 0.1和-14.5 ± 0.1 mV,表明这两种mPEG-PBLG-SS-DTX胶束具有较好的稳定性。紫外分光光度计法测得的这两种胶束的载药量分别为(13.9 ±0.8)%和(9.2 ± 0.4)%。利用芘探针法测得的CMC均较低,分别为3.98和6.94 μg/mL,这表明这两种胶束即使在血液循环系统中被稀释,仍可以保持结构稳定。该胶束具有氧化还原敏感性,药物的体外释放实验结果表明,在不存在还原性DTT的环境中,120h后,约有10%的DTT从胶束中释放出来,而在DTT存在的条件下,DTX的释放速率明显加快,120 h后,DTX的累积释放量达到40%左右,这说明DTX的释放具有氧化还原敏感性。溶血性实验结果表明,这两种胶束的溶血率均较小(<5%),具有较好的血液相容性。在胶束的体外抗肿瘤评价中,以A549和MCF-7/ADR细胞为模型细胞。与DTX相比,mPEG-PBLG-SS-DTX胶束对这两种细胞表现出更好的细胞抑制率,mPEG-PBLG-SS-DTX胶束对MCF-7/ADR细胞24 h的IC50值约为DTX的十五分之一。另外,体外摄取实验结果表明,A549和MCF-7/ADR细胞对mPEG-PBLG-SS-DTX/C-6胶束的摄取效率要强于对C-6的摄取效率,这与细胞毒性实验的结果一致。(3)多功能的mPEG-PBLG-SS-DTX/mPEG-FA混合胶束的制备、表征和体外抗肿瘤评价。本部分选用具有较大载药量的mPEG2000-PBLG1750-SS-DTX与含有主动靶向分子的mPEG-FA混合,通过透析法制备了多功能的mPEG-PBLG-SS-DTX/mPEG-FA混合胶束,该混合胶束不仅具有氧化还原敏感性,还具有主动靶向性。在加入mPEG-FA后,mPEG-PBLG-SS-DTX/mPEG-FA混合胶束呈现出粒径均一、形态圆整的球形,且粒径和载药量分别为129.7±2.1 nm和(9.0 ± 1.7)%。利用芘探针法测得的CMC为5.08 μg/mL,这与mPEG-PBLG-SS-DTX胶束的相似,表明该混合胶束在血液循环系统中可保持结构的稳定。溶血实验结果表明,不同浓度的mPEG-PBLG-SS-DTX/mPEG-FA混合胶束溶液的溶血率均小于5%,说明该混合胶束不会引起红细胞的溶血。药物的体外释放实验结果表明,mPEG-PBLG-SS-DTX/mPEG-FA混合胶束仍然具有氧化还原敏感性。另外,将叶酸受体(FR)低表达的A549细胞和FR高表达的MCF-7细胞作为模型细胞,对mPEG-PBLG-SS-DTX/mPEG-FA混合胶束的抗肿瘤效果进行评价。细胞毒性实验结果表明,对于A549细胞,mPEG-PBLG-SS-DTX/mPEG-FA 混合胶束的抑制率与 mPEG-PBLG-SS-DTX 胶束无明显差别,而对于MCF-7细胞,前者要明显高于后者,这说明mPEG-PBLG-SS-DTX/mPEG-FA混合胶束具有主动靶向性,对FR高表达的肿瘤细胞具有更好的抗肿瘤效果。在细胞摄取实验中,A549细胞对mPEG-PBLG-SS-DTX/C-6 胶束、mPEG-PBLG-SS-DTX/mPEG-FA/C-6 混合胶束和mPEG-PBLG-SS-DTX/mPEG-FA/C-6混合胶束+2 mM FA的细胞摄取效率无明显的差别,而在MCF-7细胞中,mPEG-PBLG-SS-DTX/mPEG-FA/C-6混合胶束进入细胞的效率要明显高于其他两者,这表明mPEG-PBLG-SS-DTX/mPEG-FA/C-6混合胶束可通过FR介导的细胞内吞作用进入细胞,这使其细胞摄取效率得到了显著的提高。细胞凋亡实验展现出了类似的结果,mPEG-PBLG-SS-DTX胶束和mPEG-PBLG-SS-DTX/mPEG-FA混合胶束孵育12 h后,A549细胞的凋亡并无明显差异,而在MCF-7细胞中,后者的凋亡效率要明显高于前者。这些结果均表明,mPEG-PBLG-SS-DTX/mPEG-FA混合胶束具有主动靶向性,对FR高表达的肿瘤细胞表现出更好的抑制效果。