聚乙烯亚胺/环糊精聚合物偶合雷公藤内酯醇的体外抗肿瘤活性研究

目的:合成并表征雷公藤内酯醇-聚乙烯亚胺-环糊精聚阳离子复合物,考察雷公藤内酯醇-聚乙烯亚胺-环糊精在几种不同癌细胞上的抗癌活性和siRNA携带能力。方法:通过N,N'-羰基二咪唑将雷公藤内酯醇偶合到聚乙烯亚胺-环糊精载体材料上,制成雷公藤内酯醇-聚乙烯亚胺-环糊精纳米复合物。用1H-NMR、FT-IR和XRD对该材料进行了谱学表征,用MTT、划痕实验和伊红-苏木精染色实验对其细胞毒性和体外抗肿瘤活性进行了评估,并用凝胶电泳实验、粒径和表面电势的测定及携带siRNA的细胞荧光染色实验,初步研究了聚合物的siRNA压缩能力与携带能力。结果:合成了雷公藤内酯醇-聚乙烯亚胺-环糊精聚阳离子复合物,且雷公藤内酯的接入率为10%(w/w)。聚合物在N/P为5时具有较好的siRNA压缩能力,形成粒径约为(300±15)nm和表面电荷为(8±2.5)mV的微粒,细胞毒性实验、划痕实验及HE染色实验表明雷公藤内酯醇-聚乙烯亚胺-环糊精聚合物毒性降低,具有较好的抑制细胞转移能力,能有效携带siRNA并进入细胞中。结论:雷公藤内酯醇-聚乙烯亚胺-环糊精可在体外抑制癌细胞的生长和迁移,并可携带siRNA进入细胞内部,有望用于肿瘤的基因/药物协同治疗。

改性蒙脱石构建多功能载药体系的研究

目的:构建以蒙脱石为骨架,将药物插层于蒙脱石中,用聚阳离子材料包裹于外层,制成药物缓释和基因输送体系。方法:将阿霉素(Dox)插层入蒙脱石层间,用聚乙烯亚胺(PEI)包裹载药蒙脱石外层,使之具有正电荷。用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA)等方法对聚合物进行化学表征;粒度分析和扫描电镜对聚合物进行形态学观察;进行了体外药物释放实验;通过凝胶电泳阻滞实验对体系的DNA结合能力进行了测定;在COS-7和SKOV3两种细胞株上进行了细胞毒性实验;进行了PEI-蒙脱石对胃粘膜保护的体内实验。结果:粉末衍射、傅里叶红外光谱和热重实验表明阿霉素插层于蒙脱石层间,导致蒙脱石层间距增加至31.3。在1 560cm-1和2 850 cm-1处出现PEI特征峰,1 350 cm-1处出现Dox特征峰,表明体系含有PEI和Dox两种物质。粒度分析和扫描电镜表明颗粒直径约为600 nm,表面电荷约为30 mV;体外释药结果说明体系在72 h内体系药物释放稳定,药物浓度在6×10-4至8×10-4mg/ml;凝胶电泳阻滞实验证明,在PEI/Dox/MMT:DNA质量比为20∶1时体系能够基本完全结合DNA;MTT实验证明,在COS-7和SKOV3两种细胞上,改性蒙脱石在实验浓度范围内,细胞的存活率皆超过80%;体内实验证明,0.3μg剂量的PEI-蒙脱石对于胃粘膜具有良好的保护能力。结论:构建了功能化的蒙脱石载药体系。

四种聚阳离子载体材料的体外细胞学及体内性质研究

目的:对四种非病毒型聚阳离子载体材料的理化性质、体外细胞学及体内性质进行研究。方法:合成聚乙烯亚胺-环糊精(PEI-CyD)、聚乙烯亚胺-聚天冬酰胺(PEI-PHPA)和烷基胺-聚天冬酰胺(PEE-PHPA)等三种聚阳离子材料,用1H核磁共振对载体材料的结构进行确定;凝胶电泳实验研究了载体材料对质粒DNA的浓缩能力;粒径分析仪测定了载体材料结合DNA后的粒径及表面电荷。用MTT法在COS-7、A549、HEK-293和C6等细胞株上测定了四种载体材料的细胞毒性;在HEK-293细胞株上进行了体外细胞转染实验。进行了四种载体材料体内毒性、组织分布和体内携带报告基因转染实验。结果:1H核磁共振证实了它们的结构。在N/P小于40时,载体材料的平均粒径在100～250 nm,表面电荷在10～35 mV,适合体外细胞的吞噬。体外细胞毒性表明,PEE-PHPA在C6、COS-7、A549和HEK293细胞上的IC50值分别为21.5、20.2、7.30和37.1μg/ml,PEI 25 kD的IC50值分别为15.8、18.3、11.4和36.7μg/ml,PEI-CyD和PEI-PHPA在实验所测定的浓度范围中,细胞的存活率高于60%。四种聚阳离子材料都具有较强的DNA缩合能力,且有较好的体外基因转染能力。体内急性毒性实验表明,PEI-PHPA、PEE-PHPA载体材料为低毒性载体材料,其LD50值大于500 mg/kg,血项指标表明PEE-PHPA载体材料对肝、肾功能有轻微影响,体内分布显示,四种聚阳离子载体材料在肾富集较高。结论:PEI-CyD、PEE-PHPA和PEI-PHPA聚阳离子载体材料均有较好的体外基因转染能力,能够携带报告基因在体内表达,其中PEI-CyD和PEE-PHPA是具有应用前景的非病毒性基因药物载体。

主客体组装的金刚烷甲酸-阿霉素/聚阳离子材料及体外抗肿瘤活性的研究

目的:合成以金刚烷甲酸阿霉素(Ada-Dox)为客体,聚乙烯亚胺PEI600-γ-羟丙基环糊精(γ-hy-PC)为主体的超分子纳米材料,观察其理化特性和转基因功能。方法:通过主客体相互作用将Ada-Dox组装到γ-hy-PC材料上,制成γ-hy-PC/Ada-Dox的载药纳米粒子。用1H-NMR、NOESY、UV-Vis、XRD、TGA对其结构进行表征,粒径和电势的测定和凝胶电泳阻滞实验观察其浓缩质粒DNA的能力,在人肝癌细胞BEL-7402和SMMC-7721细胞上对载体材料的细胞毒性进行评价,并进行细胞迁移和细胞形态学鉴定实验,在HEK293细胞上进行体外转染实验以及在BEL-7402细胞上进行细胞吞噬实验。结果:1H-NMR、NOESY、UV-Vis、XRD、TGA证实成功地合成了γ-hy-PC/Ada-Dox复合物;UV-Vis测得其载药量分别是0.5%和5.5%;载药量0.5%和5.5%的γ-hy-PC/Ada-Dox分别在N/P为3和4时可以浓缩质粒DNA;MTT实验结果显示材料的毒性均低于PEI 25 kDa;细胞迁移与H/E染色实验表明合成的材料都有一定的抗肿瘤活性;体外转染实验显示,γ-hy-PC具有较高的转染效率,且随着载药量的增加,转染效率逐渐降低;细胞吞噬实验结果表明γ-hy-PC/Ada-Dox可同时携带药物和FAM-siRNA进入细胞。结论:成功地合成了γ-hy-PC/Ada-Dox复合物,并表现出一定基因转染效率和抗肿瘤活性。