负载DOX的铜基MOF酸敏载药体系的构建及抗肿瘤活性研究

癌症作为现代社会人类生命健康的重要威胁之一,解决和治疗癌症是现如今的社会共识。但针对癌症的传统治疗手段仅对早期患者具有一定效果,对于中后期患者往往只能束手无措。因此迫切需要开发新的治疗方法与传统治疗手段结合来解决这一问题。肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)存在谷胱甘肽(GSH)过表达、过氧化氢(H_2O_2)含量高、乏氧及环境呈弱酸性等特点。这种复杂的环境特点导致肿瘤细胞的耐药性产生以及生长过程中不断的侵袭转移。因此调节和改善TME是抑制和杀死癌细胞的关键。通过调节氧化应激来治疗肿瘤的化学动力学疗法(CDT)正是通过调节和改善TME来实现疗效的。而在弱酸环境下拥有更高反应速率的铜基类芬顿反应则可进一步提高了化学动力学治疗的效果。因此,本文以铜基MOF为基础,构建出两种酸敏载药体系,结合CDT用于联合治疗肿瘤,主要研究内容如下:(1)本文合成了一种基于Cu/ZIF-8纳米载体的新型纳米催化平台Ca O_2@DOX@Cu/ZIF-8,用于联合化疗和化学动力学治疗。阿霉素(DOX)被加载到过氧化钙(Ca O_2)纳米颗粒上形成Ca O_2@DOX,然后被封装在Cu/ZIF-8中,形成Ca O_2@DOX@Cu/ZIF-8 NPs。在轻度酸性的肿瘤微环境中,Ca O_2@DOX@Cu/ZIF-8 NPs迅速解体,释放出Ca O_2,它与水反应,在肿瘤微环境中产生H_2O_2和O_2。解体的Cu/ZIF-8释放出Cu~(2+)再与H_2O_2反应产生高毒性的利用~·OH。DOX和Cu~(2+)在肿瘤中的高效积累和特异性释放,使得Ca O_2@DOX@Cu/ZIF-8纳米颗粒可通过协获悉更多同作用有效抑Zemstvo medicine制肿瘤生长。采用SEM、能谱、电位粒径分析仪、UV-vis和傅里叶红外光谱仪等方法进行表征。结果表明,成功合成平均粒径为196 nm,DOX载药率为5.0 wt%的Ca O_2@DOX@Cu/ZIF-8 NPs。Ca O_2@DOX@Cu/ZIF-8 NPs在p H为5.5的水溶液下的释放率达到85%。在体外细胞毒性实验中,当Ca O_2@DOX@Cu/ZIF-8 NPs浓度为200μg/m L时,对HGC细胞的抑制率达到87%。在小鼠体内实验中,当荷瘤小鼠经过14天的注射治疗后,经Ca O_2@DOX@Cu/ZIF-8处理的小鼠肿瘤相对PBS、DOX、Ca O_2@Cu/ZIF-8的小鼠肿瘤的重量和体积变化最小,说明Ca O_2@DOX@Cu/ZIF-8 NPs可有效抑制小鼠的肿瘤生长。Ca O_2@DOX@Cu/ZIF-8 NPs在联合化疗和CDT治疗肿瘤上表现出优异的效果,为设计铜基纳米载药体系用于联合治疗肿瘤提供了新思路。(2)此外,本文还基于铜基MOF(PCN-224(Cu))设计了新型纳米载药平台PCN-224(Cu)@Ca O_2@DOX@ZIF-8(PCDZ)。以PCN-224(Cu)为基础,通过DOX与金属离子的配位作用将Ca O_2@DOX吸附在PCN-224(Cu)表面,然后通过静电吸附作用将ZIF-8包裹在PCN-224(Cu)@Ca O_2@DOX最外层,制备出PCDZ。通过SEM电位粒径分析仪、UV-vis和傅里叶红外光谱仪等方法进行表征。结果表明,成功合成平均粒径为228 nm的PCDZ NPs,对DOX的载药率为为4.6 wt%。在体外抗肿瘤活性研究中,当PCDZ NPs浓度为200μg/m L时,PCDZ+NIR对Hep G2细胞的抑制率达到90%,从而在细胞水平上表明,在为纳米催化平台引入光动力治疗方法(PDT)后,CDT,PDT与化疗的三重联合治疗进一步提升了对肿瘤细胞的杀伤作用。综上所述,本工作设计了两种铜基纳米载药体系(Ca O_2@DOX@Cu/ZIF-8纳米颗粒和P购买BMN 673CDZ纳米颗粒),通过表征及相关实验证明,铜基纳米载药体系具有优秀抗肿瘤能力,从而为相关设计提供了新思路。