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靶向纳米输递体系用于重大脑部疾病治疗的研究

文献类型:学位论文

作者石竹砚
答辩日期2021-06-01
文献子类博士
授予单位中国科学院过程工程研究所
导师张欣
关键词多形胶质母细胞瘤,阿尔茨海默病,帕金森病,纳米输递体系,免疫治疗。
英文摘要

脑部疾病是发生在脑部的异质性神经和精神障碍。在各类脑部疾病中,以多形胶质母细胞瘤(GBM)为代表的脑部肿瘤、以阿尔茨海默病(AD)和帕金森病(PD)为代表的脑部神经退行性疾病,全球患病人数高,造成的后果严重,尤其受到关注。现有的药物治疗效果不理想,主要是由于游离药物在病灶/靶点部位的有效药物浓度较低。具体而言,药物的血液循环半衰期较短,药物在病灶部位的富集程度较低,药物对目标部位的靶向能力较差,药物在靶点部位的可控释药能力不足。针对以上问题,论文设计并构建了分别针对GBM、AD和PD的纳米输递体系用于药物和抗原的递送,并且通过体外实验和体内实验考察了体系的输递效率和治疗效果。论文的具体研究内容如下:(1)设计了一种由聚(氨基酸)构建的微环境响应型的纳米输递体系包载抗肿瘤药物阿霉素(DOX)用于GBM的治疗(DOX@PLSPL)。该纳米体系不仅能够延长药物的血液循环半衰期,提高药物在肿瘤病灶部位的富集,而且可以在病灶部位实现可控释药。DOX@PLSPL为水力学粒径约127 nm、形貌较均一的球形胶束。体系具有较高的载药效率(32.5%)和ROS响应释药能力。相较于游离药物DOX,体系显著提高了细胞胞吞效率(药物入胞效率提高1.8倍)。同时,体系具有与游离DOX相似的肿瘤细胞杀伤能力和较高的生物相容性。相较于游离DOX,DOX@PLSPL的药物血液循环半衰期延长了2.3倍,在肿瘤病灶部位的药物富集提高了3.1倍,并且将药物抗肿瘤能力提升了1.75倍。此外DOX@PLSPL还表现出较高的生物安全性。(2)设计了一种靶向修饰的纳米输递体系包载抗原Tau多肽用于AD的免疫治疗(MPEG-Chol-MPLA-P)。该体系能够高效靶向抗原提呈细胞,有效刺激抗原提呈细胞成熟,激活免疫反应。MPEG-Chol-MPLA-P为水力学粒径约117 nm的纳米颗粒。体系具有较高的抗原包载率(70.8%)和良好的抗原保护性。通过膜融合方式,体系显著提高了抗原的入胞效率(是游离抗原的3.2倍)。MPEG-Chol-MPLA-P能够有效刺激细胞成熟(CD40阳性表达提高了3.7倍,MHC II表达提高了1.4倍),激活免疫反应。相较于游离抗原,MPEG-Chol-MPLA-P能够有效地诱导抗原提呈细胞迁移进入淋巴结,提高抗原在淋巴结的富集水平(是游离抗原的2.7倍)。此外,体系显著改善了AD行为学水平:AD鼠体系治疗组的Morris水迷宫穿台次数提升4倍,目标象限停留时间比例提升2倍。同时,MPEG-Chol-MPLA-P明显修复了AD神经元损伤。(3)设计了一种具有ROS-酯酶双响应性的可示踪纳米杂化复合物负载基因-化学联合药物用于PD的协同治疗(GC-TRIO)。该纳米颗粒能够显著改善药物在脑部病灶的富集水平,并且具有在病灶部位可控释药的能力。GC-TRIO为水力学粒径约32 nm、形貌较均一的球形纳米颗粒。体系具有良好的稳定性,siRNA负载能力和MRI灵敏性(弛豫率为对照组的2.1倍)。同时,体系表现出较好的血脑屏障跨越能力(神经元靶向效率提高1.6倍),明显提高了药物在胞内的内涵体逃逸能力和响应性释药能力,有效提升了病灶细胞的治疗效果(病灶细胞ROS水平下降15倍,线粒体功能恢复8.6倍,α-syn含量下降8.7倍)。此外,GC-TRIO在PD鼠表现出明显的脑部病灶药物富集作用和磁共振示踪能力。综上所述,论文根据GBM、AD和PD的治疗瓶颈问题,分别提出了相应的治疗策略,并且通过纳米输递体系将所包载的药物/抗原有效输送至目标部位,显著提高了靶点细胞的有效药物/抗原浓度,明显改善了疾病治疗的效果,为今后脑部疾病的治疗提供了新的可能。

语种中文
源URL[http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/60802]  
推荐引用方式
GB/T 7714
石竹砚. 靶向纳米输递体系用于重大脑部疾病治疗的研究[D]. 中国科学院过程工程研究所. 2021.

入库方式: OAI收割

来源:过程工程研究所

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