新型含生物素和叶酸双靶向配体的高分子纳米囊泡药物载体的研究

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靶向药物递送系统在治疗癌症的应用中备受关注。其中,配体靶向纳米给药系统能够通过受体介导的内吞作用有效地将抗癌药物输送到肿瘤细胞中,提高生物利用度,降低药物毒副作用。然而,目前单配体纳米系统的疗效仍然有限,比如容易受到某些健康组织和细胞非特异性摄取的限制,肿瘤微环境复杂性的影响以及肿瘤异质性的影响。此外,不同细胞间受体过度表达的相对水平不同会降低单配体靶向效率。因此,利用双配体协同靶向同一癌细胞的不同受体或不同细胞的受体,可以进一步提高纳米粒子的靶向性和药物递送效率。此外,两种配体在纳米囊泡的表面分布和理化性质会影响细胞对纳米囊泡的吸收,因此在双配体靶向纳米载药体系的设计中,除了考虑配体的最佳密度之外,还应当进一步优化配体间的相互作用、配体间的密度比例、配体受体间的亲和力作用以及配体长度等因素。本研究合成了一种新型含生物素(biotin,BT)和叶酸(folic acid,FA)双配体的靶向Pluronic F127/聚乳酸高分子嵌段共聚物。通过纳米沉淀法将其制备成纳米囊泡并包埋抗癌药物紫杉醇(paclitaxel,PTX)。然后研究了双配体靶向载药纳米囊泡的体外靶向性和摄取机制以及双配体密度比例对纳米囊泡靶向性的影响等。我们成功合成了BT-F127-PLA和FA-F127-PLA,并通过粒度仪和透射电镜得到纳米囊泡的结构、粒径和电势数据,分析得出载药纳米囊泡携带的负电荷比空白纳米囊泡多,更有利于纳米囊泡与细胞结合的结论。为了研究两种配体的分布对细胞靶向性的影响,我们制备了两种双配体靶向纳米囊泡,一种是双配体分布在同一个纳米囊泡表面,称之为双靶向纳米囊泡BT/FA-F127-PLA;另一种是双配体分布在两种不同的纳米囊泡表面,称之为混合双靶向纳米囊泡(BT+FA)-F127-PLA。选择生物素和叶酸受体均高表达的人卵巢癌细胞OVCAR-3作为细胞模型,通过MTT实验探究双配体靶向纳米囊泡递送紫杉醇的毒性作用,采用细胞定量吸收实验探究双配体靶向纳米囊泡的细胞摄取量,两项结果均显示BT/FA-F127-PLA>(BT+FA)-F127-PLA>BT-F127-PLA>FA-F127-PLA>PLA-F127-PLA,即,两种双配体靶向载药纳米囊泡的细胞毒性作用和细胞吸收量均高于单靶向载药纳米囊泡、非靶向载药纳米囊泡(PLA-F127-PLA/PTX)和游离紫杉醇(free PTX)。更为重要的是,BT/FA-F127-PLA双靶向纳米囊泡表现出优于(BT+FA)-F127-PLA混合双靶向纳米囊泡的细胞毒性和细胞摄取结果,这说明位于同一纳米囊泡表面的生物素和叶酸双配体的协同靶向作用能够更为有利地促进双靶向纳米囊泡的细胞靶向性。细胞定性实验显示纳米囊泡将香豆素6输送到细胞质中。深入的细胞摄取机制实验表明,双靶向纳米囊泡的吸收与能量依赖的内吞作用有关,涉及到网格蛋白、小窝蛋白、巨胞饮介导的内吞以及两种配体的受体介导的内吞作用。另外,本论文进一步研究了不同双配体密度比对BT/FA-F127-PLA双靶向纳米囊泡的靶向性的影响。结果显示生物素与叶酸的摩尔含量比为7.5%:7.5%的BT/FA-F127-PLA的细胞靶向性效果最佳。综上所述,含生物素和叶酸双配体靶向的纳米囊泡在抗肿瘤治疗中更具发展前景。
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