脂质体和树状大分子类纳米药物已被广泛研究用于输送抗肿瘤药物,特别是脂质体类纳米药物已在临床中广泛应用,但仍存在肿瘤蓄积和实体瘤内渗透不足的问题,导致疗效未达到预期。本课题组前期研究发现,主动转胞吞型纳米药物能够有效靶向和渗透肿瘤,在实体瘤治疗中展现出强大的疗效。鉴于此,本论文提出了通过引入三级胺氮氧结构制备高效主动转胞吞型脂质体和树状大分子的策略,大幅提高了携载药物在肿瘤组织的蓄积和渗透,显著提升了抗肿瘤疗效。具体研究内容包括以下三个方面:1、本论文的第一部分(第二章)旨在构建高效的主动转胞吞型脂质体:制备了一系列以三级胺氮氧化物脂质分子为骨架的三级胺氮氧化物脂质体,考察了脂质的结构、脂质体的组成及比例对脂质体粒径、稳定性和跨内皮细胞转运性能的影响:以不同三级胺氮氧结构为亲水端头部,不同碳个数的烷基链为疏水端尾部,合成了 16种三级胺氮氧化物脂质,并以胆固醇和维生素E聚乙二醇琥珀酸酯(TPGS)为辅料,采用薄膜水化法制备了 96种携载SN38/CPT11纳米颗粒的三级胺氮氧化物脂质体制剂(TAOLSC)。考察了 TAOLSC的粒径和稳定性,发现以N,N-二甲(乙)氨基-Lapatinib采购N-氧化物为亲水端头部,脂质/胆固醇/TPGS比例为4:1:1(w/w/w)制得的TAOLSC具有理想的Berzosertib采购粒径和稳定性。利用Transwell模型比较不同TAOLSC的主动转胞吞性能,发现以棕榈烷基或硬脂烷基为疏水端尾部的TAOLSC具有最高的跨内皮细胞转运效率。综合考虑脂质体产率、尺寸、稳定性和主动转运速率等因素,筛选出亲水端头部为N,N-二甲(乙)氨基-N-氧化物、疏水端尾部为硬脂烷基的脂质体制剂ODM(E)LSC,用于开展后续研究。2、本论文的第二部分(第三章)旨在阐明ODM(E)LSC诱导主动转胞吞作用的机制,并探究它们的体内输送效率及抗肿瘤活性:研究了 ODM(E)LSC的入胞速率、入胞途径、亚细胞分布、外排速率、外排途径、跨细胞转运和肿瘤球渗透等细胞行为,发现ODM(E)LSC可以在肿瘤Laparoscopic donor right hemihepatectomy血管内皮细胞和肿瘤细胞中通过巨胞饮作用介导快速内吞,通过内质网/高尔基体系统介导有效外排,从而获得了高效的主动跨细胞运输能力并实现在肿瘤球中的高效渗透。研究了 ODM(E)LSC对肿瘤球的细胞毒性,并通过内吞/外排抑制实验证实了转胞吞作用的重要影响。研究了 ODM(E)LSC的血浆清除、组织分布和肿瘤渗透等体内生物学行为,发现ODM(E)LSC能够黏附于红细胞以延长血液循环,有效在肿瘤部位富集,快速从肿瘤血管渗出并在肿瘤组织中高效浸润。评估了 ODM(E)LSC对HepG2皮下异种移植瘤的抗肿瘤能力,证明ODM(E)LSC能够有效抑制HepG2肿瘤的生长,显示出比传统脂质体制剂PELSC更高的抗肿瘤活性。3、本论文的第三部分(第四章)旨在构建用于输送雷公藤内酯醇(TPL)的高效主动转胞吞型纳米药物:发现脂质体难以包封TPL,因此合成了三级胺氮氧化物树状大分子-TPL偶联物(ODMP-T),探究了其诱导转胞吞作用和促进内质网应激反应(ERS)的机制及其体内抗肿瘤活性和生物安全性:以聚酰胺-胺型树状大分子为核心,构建了偶联TPL并表面修饰三级胺氮氧化物的树状大分子纳米药物ODMP-T。研究了 ODMP-T的跨细胞转运性能,证明ODMP-T能够基于转胞吞作用实现在细胞间的主动运输及肿瘤球渗透;探究了 ODMP-T在胰腺癌细胞或肿瘤球中诱导ERS介导细胞凋亡的能力和机制,发现内质网靶向的ODMP-T可促进TPL诱导的内质网错误折叠蛋白质应激反应并降低凋亡抑制蛋白GRP78的表达,激活内质网凋亡通路,从而有效诱导胰腺癌细胞或肿瘤球的凋亡;考察了 ODMP-T的体内输送过程,证明ODMP-T能够有效富集于肿瘤部位并浸润至肿瘤深部;评估了 ODMP-T的体内抑瘤活性和生物安全性,发现ODMP-T具有远高于原药TPL和对照药物MEGP-T的抑瘤能力,不仅能够抑制BxPC3皮下移植瘤和胰腺癌PDX移植瘤的生长,还可以阻止BxPC3胰腺原位移植瘤的进展,同时降低TPL诱导的肝肾毒性,显示出良好的生物安全性。