靶向肝癌细胞的铁死亡抗肿瘤纳米体系的构建及其活性的实验研究

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肝癌是常见的恶性肿瘤之一,在所有肿瘤中的发病率排第6位,死亡率排第3位。其中,90%的原发性肝癌为肝细胞癌(HCC)。由于大多数患者在确诊时已处于中期或晚期,导致肝癌的治疗效果不佳。近年来,虽然肝癌的治疗已取得显着改善,但改善的速度有所放缓,因为许多治疗策略已经达到了强化治疗的极限。此外,长期治疗的副作用变得越来越明显。因此,开发针对肝癌的有效治疗手段,减少治疗毒副作用仍然是当前肝癌治疗的一大挑战。作为肿瘤治疗的新兴靶点,铁死亡引起了广泛关注。铁死亡是一种非凋亡性的调节性细胞死亡,可以通过抑制抗氧化防御系统和积累铁依赖性活性氧(ROS)来触发。过去几年,研究表明铁死亡具有抑制肿瘤生长和转移以及克服肿瘤细胞耐药的潜力。因此,诱导铁死亡可能为肿瘤治疗提供新的方法。近年来,随着纳米技术的快速发展,纳米给药系统在药物靶向输送、增效减毒以及多模式联合治疗方面展现出优势,尤其是诱导铁死亡的纳米给药系统为临床肿瘤治疗带来了希望。本研究论文旨在构建肝癌靶向的多功能纳米给药系统,通过诱导肝癌细胞铁死亡,进行肝癌治疗。具体的研究内容如下:(1)本研究合成制备了一种具有靶向、示踪、酸响应性的多功能纳米胶束体系,并包载化疗药物和光敏剂,通过靶向肝癌细胞发挥化疗联合光动力治疗作用,诱导肿瘤细胞铁死亡,进行肿瘤治疗。以荧光素修饰的Flu-Br为大分子引发剂,引发单体3-叠氮基-2-羟丙基甲基丙烯酸酯(AHPMA)和单体甲基丙烯酸-二甲基氨基乙酯(DMAEMA)发生原子转移自由基聚合(ATRP)反应制备得到高分子聚合物Flu-p DMAEMA-p AHPMA。将具有肝靶向功能的乳糖分子(Lac)修饰上炔基连接臂,与Flu-p DMAEMA-p AHPMA上的叠氮基通过点击化学反应连接到一起,进而得到了含有荧光基团(Flu)、酸敏感基团(DMAEMA)和靶向基团(Lac)的多功能高分子聚合物Flu-p DMAEMA-p AHPMALac。以Flu-p DMAEMA-p AHPMA-Lac为药物载体,与化疗药物Triapine和光敏剂Ce6自组装形成多功能纳米胶束给药系统TCLMs。TCLMs的平均粒径为195.2?0.3 nm,Zeta电势值为-4.3?2 m V。TCLMs中Triapine和Ce6的载药率(DLC)分别为22.2±1.2和24.7±1.8%,包封率(DEE)分别为71.6±3.1%和52.2±2.0%。在体外实验中,TCLMs表现出良好的稳定性、生物相容性以及ROS产生能力。同时,TCLMs能够靶向肝癌细胞并诱导铁死亡发生,抑制了肝癌细胞的增殖。在肝癌皮下瘤模型中,TCLMs能够主动靶向肿瘤组织,在近红外光照下有效抑制了肿瘤的生长,抑瘤率为85.7%。在肝癌原位瘤模型中,以光纤介入的方式将光源引入至原位肝细胞癌表面,增强了光源的穿透性和减少光源的损耗,最大程度的提升了光动力治疗效果,有效的抑制了原位肿瘤的生长。(2)本研究制备了一种诱导铁死亡的肝癌靶向金属有机框架纳米给药体系,针对GPX4和FSP1蛋白组成的铁死亡抵抗系统,进行肝癌干细胞介导的肿瘤生长和和肺转移的治疗。首先,合成了含有铁离子的多孔配位网络(Fe-MOF),然后通过?-?堆积包载小分子化合物RSL3和i FSP1,并在材料表面修饰上乳糖酸(LA)以生成糖基金属有机框架纳米给药系统RF@LA-Fe-MOF。RF@LA-Fe-MOF纳米材料的平均粒径为127.6?2.3nm,Zeta电势值为12.0?2.24 m V。RF@LA-Fe-MOF中RSL3的载药率为7.3?0.65%,包封率为70.1?0.97%;i FSP1的载药率为17.8?0.45%,包封率为82.9?1.07%。在体外实验中,RF@LA-Fe-MOF表现出良好的铁死亡诱导能力、抗肝癌细胞增殖和转移能力。同时,在体内外RF@LA-Fe-MOF展现了良好的肝癌靶向性。在肝癌皮下瘤模型中,RF@LA-Fe-MOF触发的铁死亡有效抑制了肿瘤的生长,抑瘤率为83.0%,并且显示出良好的体内生物相容性和低毒副作用。在肝癌原位瘤模型中,RF@LA-Fe-MOF不仅抑制了肝癌干细胞介导的原位肝癌的生长,并且明显减少了肺转移病灶,为肝癌的治疗提供了新方法。
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