【摘 要】
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血管系统遍布全身各个组织器官,是组织和血液进行物质交换的主要途径。对于代谢活动异常旺盛的肿瘤组织来说,血管系统在肿瘤进展中更是起着不可替代的作用。因此,肿瘤血管系统已被认为是一种很有前途的治疗靶点。近年来,针对肿瘤血管系统的血管靶向疗法发展迅速,已逐渐成为当前研究的热点。但是就目前而言,现有的血管靶向药物在一定程度上还是不能很好地满足临床应用标准。因此通过与纳米技术结合,设计出具有多种生物功能的纳
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血管系统遍布全身各个组织器官,是组织和血液进行物质交换的主要途径。对于代谢活动异常旺盛的肿瘤组织来说,血管系统在肿瘤进展中更是起着不可替代的作用。因此,肿瘤血管系统已被认为是一种很有前途的治疗靶点。近年来,针对肿瘤血管系统的血管靶向疗法发展迅速,已逐渐成为当前研究的热点。但是就目前而言,现有的血管靶向药物在一定程度上还是不能很好地满足临床应用标准。因此通过与纳米技术结合,设计出具有多种生物功能的纳米载体来提高血管靶向药物的疗效具有重要的研究意义。本文针对肿瘤血管系统的特点,设计并构建了一系列基于血管靶向疗法的抗肿瘤策略。其具体内容如下:在第一章中,综述了肿瘤血管的结构和功能,归纳了针对肿瘤血管特点而衍生出的血管靶向疗法,包括抗肿瘤血管生成,血管阻断疗法以及血管栓塞疗法。此外,进一步对这些血管靶向疗法与纳米技术相结合的抗肿瘤策略的研究进展进行了综述。在第二章中,针对肿瘤血管系统,我们设计了血管阻断剂和光热效应联合用于破坏肿瘤血管的抗肿瘤策略。通过在金纳米粒子表面负载具有凝血聚集功能的纤维蛋白原(f Au NPs),基于血管阻断剂DMXAA选择性破坏肿瘤血管,激活凝血反应的特性,实现金纳米粒子在肿瘤血管内聚集。然后,通过近红外光照射,聚集的金纳米粒子产生光热作用,从而进一步热消融肿瘤血管,实现血管阻断剂和光热效应的联合治疗来增强对肿瘤血管的破坏。在体外和体内实验中,成功验证了f Au NPs的成功聚集并且具有良好的光热效应。在小鼠肿瘤模型中,研究了该治疗策略对肿瘤的影响,结果表明这一策略可以有效阻断肿瘤血管,切断营养供应,显著抑制肿瘤生长。不仅如此,增强的血管损伤也可以防止癌细胞的远端转移。该策略能有效增强肿瘤血管损伤,在肿瘤治疗中具有很大的潜力。在第三章中,基于凝血级联反应以及生物正交反应,我们构建了用于切断肿瘤代谢的肿瘤凝胶化策略(a ECM)。通过对纤维蛋白原进行叠氮功能化修饰(Fb-N3),同时对凝血酶原(Ptb)进行氮杂环二苯并环辛炔(DBCO)功能化修饰(Ptb-DBCO)。然后,通过超声刺激血管诱导血管损伤,触发Fb-N3肿瘤特异性聚集;随后,通过DBCO基团与叠氮基团的生物正交反应,Ptb-DBCO积累在肿瘤部位,积累的凝血酶原很容易转化为凝血酶并进一步诱导凝血级联放大,从而形成a ECM凝胶来切断肿瘤代谢。在体外和体内实验中,成功验证了a ECM凝胶的可控形成。通过细胞行为分析和代谢分析,表明a ECM凝胶化可以切断物质运输并导致了肿瘤特异性饥饿,从而抑制了肿瘤的生长。在小鼠肿瘤模型中,该策略可以显著抑制肿瘤的生长,并且这种物理障碍也抑制了癌细胞的远端转移。最重要的是,a ECM凝胶化可以通过诸如手术或放疗等临床操作来诱导形成,意味着该策略有可能被转化为临床联合治疗方案。在第四章中,我们通过光引发的方式来实现肿瘤血管内凝血系统的激活和纤溶系统的抑制,实现协同血管梗死。通过以金纳米棒为基础的纳米系统,共同递送凝血激活剂(凝血酶)和纤溶抑制剂(氨甲环酸);通过利用光引发的级联反应,凝血酶和氨甲环酸可以从纳米系统中释放出来,在肿瘤血管内激活凝血并抑制纤溶过程。通过调节这两种反应系统,稳定地阻塞肿瘤血管,影响肿瘤的代谢,从而抑制肿瘤的生长。在体外和体内实验中,成功验证了栓塞的可控形成以及对纤溶系统的成功抑制,并且证明了通过阻塞肿瘤血管可以影响肿瘤的代谢,从而抑制了肿瘤的生长。该策略为改善血管阻塞疗法提供了一种良好的解决方案,并为当前的肿瘤血管梗塞策略的发展开辟了一条新的途径。
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