目的:针对锌的不同作用设计两种新型锌基金属有机框架,并分别研究其在耐药细菌感染后伤口愈合和乳腺癌治疗中的具体作用机制。方法:1.锌调控Fe-MOFs(ZFMs)的制备及在感染性伤口愈合中的应用1.1 ZFMs的制备及表征:采用溶剂热法合成了ZFMs;通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、Zeta电位、水合粒径(DLS)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和傅立叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)对ZFMs进行表征;采用3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)法、电子自旋共振(ESR)法等对ZFMs的酶活性进行检测。1.2 ZFMs的抗菌和细胞实验:采用平板细菌克隆实验、SYTO/PI活死细菌染色研究ZFMs的抗菌效果;TEM拍摄ZFMs处理耐药大肠杆菌过后的形态变化;通过DCFH-DA探针研究细菌的ROS产生情况;BCA试剂盒和琼脂糖凝胶电泳分别研究细菌的蛋白质外泄和DNA降解情况;通过CCK-8细胞毒性实验和划痕实验研究ZFMs对成纤维细胞活性的影响;通过免疫印迹法检测血管形成相关蛋白VEGFα的表达;血管形成实验检测血管样细胞的形成。1.3大鼠伤口感染模型的构建:在大鼠背部建立直径为1 cm圆形伤口模型,然后在伤口滴入产超广谱β-内酰胺酶大肠杆菌;实验分为6组:PBS、H_2O_2、FMs、FMs+H_2O_2,、ZFMs、ZFMs+H_2O_2。测量小鼠伤口面积变化;通过H&E染色和免疫组化对小鼠伤口进行病理学观察;通过生化分析、H&E染色进行生物毒性评价。2.C-藻蓝蛋白功能化的超小ZIF-8纳米颗粒(ZIF-8@C-PC)的制备及对乳腺癌细胞生长的抑制作用研究2.1 ZIF-8@C-PC的制备及表征:采用自组装的方法合成了ZIF-8和ZIF-8@C-PC;通过SEM、Zeta电位、DLS、紫外分光光度计、XRD、FTIR、热重分析对ZIF-8和ZIF-8@C-PC进行表征。2.2 ZIF-8@C-PC的细胞实验:MTT细胞毒性实验检测ZIF-8和ZIF-8@C-PC对乳腺癌MCF-7细胞活性的影响;平板细胞克隆实验研究细胞集落形成;免疫印迹实验研究自噬相关蛋白LC3的表达;流式细胞术检测ROS和细胞凋亡;共聚焦显微镜研究细胞摄取情况。结果:1.ZFMs可促进细菌感染后的伤口愈合ZFMs形貌为六边形或纺锤形,在生理环境中其结构上的-COOH骨架增加。ZFMs在H_2O_2的存在VX-765浓度下能够使TMB变蓝,并且TA法和ESR法检测到·OH的产生,具有类过氧化物酶(POD)活性。在体外抗菌实验中,ZFMs对1×10~6 CFU/m L耐药大肠杆菌灭活效率大于98%,能够升高细菌体内的ROS,使细菌蛋白质外泄,DNA发生降解。ZFMs不会降低成纤维细胞的活性。在划痕实验中,ZFMs处理组的划痕宽度变窄。ZFMs能够上调biomemristic behaviorVEGFα,促进血管形成。体内实验表明,ZFMs能够在10天内使伤口愈合,并且对重要器官的功能无明显影响。2.ZIF-8@C-PC能够抑制乳腺癌的生长ZIF-8纳米颗粒的水合粒径为40～50 nm,ZIF-8@C-PC的水合粒径为200～300nm。ZIF-8和ZIF-8@selleckchemCPC对肿瘤细胞的杀伤能力呈现剂量依赖性,随着浓度增加,细胞活力降低。ZIF-8和ZIF-8@C-PC能够促进细胞内ROS增加,LC3-II表达量增加。自噬抑制剂能够逆转ZIF-8和ZIF-8@C-PC处理后的细胞活性。ZIF-8@C-PC与单独的ZIF-8和C-PC相比,更易被肿瘤细胞摄取,自噬通量也增加,肿瘤细胞凋亡率增加。结论:1.ZFMs在生理条件下保持着长期稳定性,并且具有优越的类POD活性,可以升高细菌内的ROS,破坏细菌细胞膜、蛋白质和DNA。此外,ZFMs具有良好的生物相容性,可以促进成纤维细胞增殖并上调VEGFα的表达,加速血管形成,从而在大鼠伤口感染模型中,实现快速伤口愈合。2.ZIF-8@C-PC可以引发细胞氧化应激,并且通过刺激自噬性死亡,诱导肿瘤细胞凋亡。天然蛋白C-PC将ZIF-8伪装起来,促使ZIF-8@C-PC更易被肿瘤细胞摄取,使其在低浓度下(50μg/m L)也能够杀伤肿瘤细胞,与单独的ZIF-8和C-PC相比,具有更高效的抗癌效果。