开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
1．论文的背景、目的和意义
血脑屏障是存在于血液系统和脑组织之间的屏障系统，主要是由极化的脑毛细血管内皮细胞通过复杂的细胞间紧密连接而构成的，它为脑组织维持了相对稳定的内环境，保障中枢神经的正常生理功能，为脑内输送营养物质；但与此同时，它的存在也阻碍了用于脑部疾病诊断和治疗药物向脑内的递送，约有100%的大分子药物，包括蛋白，多肽和基因药物无法通过外周给药的方式直接递送入脑，成为了实现脑部疾病诊断和治疗的阻碍[1]。
纳米技术主要是研究尺寸从几纳米到几百纳米的具有功能化的材料或装置。由于纳米尺寸的材料或装置在比表面积、表面能以及表面原子等方面的特殊性质, 使其具有纳米效应。利用纳米效应, 可以将纳米技术应用于药物向脑部的递送研究中[2,3]。
脑靶向纳米药物递释系统的基本组成包括纳米级的药物递释的载体以及适当的脑靶向策略。研究比较广泛和深入的纳米药物递释系统包括纳米级的高分子材料与药物组成的纳米粒、以两亲性材料为基础包载药物构成的脂质体以及聚合物载药胶束3种纳米脑部药物递释系统。本文主要研究的是纳米凝胶药物递送系统[4]。
同时, 药物脑靶向递送的策略包括：细胞穿膜肽介导、主动靶向分子介导、吸附介导以及磁靶向介导的脑靶向策略。细胞穿膜肽(cellpenetratingpeptides,CPPs)是具有穿越细胞膜能力的多肽，具有正电荷，其二级结构一般具有alpha;-螺旋的构象。有研究认为是利用alpha;-螺旋的构象在细胞膜上进行打孔作用, CPPs可以从细胞膜表面的孔中进入细胞；主动靶向分子一般作为一种内源性的配体与受体相结合从而实现脑靶向策略；吸附介导脑靶向药物递送策略的基本原理是, 生理条件下正电性的载体可以与脑毛细血管内皮细胞膜表面的负电通过静电作用结合, 再利用细胞的内吞及极性转运作用实现跨血脑屏障的转运；由磁靶向介导的脑靶向药物递送主要是利用外加磁场对药物递释系统中的磁性材料的吸引作用, 使其跨过BBB, 进入到脑内。本课题重点研究以乳铁蛋白为代表的蛋白质类主动靶向分子[5]。
理想的药物载体应该具备以下特征: ① 载体材料安全、无毒, 可以通过一定的机制降解或排除体外, 无免疫原性, 生物相容性高; ② 载体系统应该以适当的方式包载药物, 具有较高的载药量, 达到诊断或治疗的有效浓度; ③ 载体表面应该具有合适的反应基团, 以便于进一步的功能化修饰[6]。
纳米凝胶，其本体是水凝胶，是一种三维网状的聚合物。纳米凝胶，一般是指直径在200nm以下的水凝胶。随着时间的发展，水凝胶的研究逐步从大块凝胶，到微凝胶，再到纳米凝胶。纳米凝胶相对于其他凝胶来说，具有那么几个优势：一是尺寸小，容易被细胞吞噬；二，高渗透和滞留效应强，容易穿透人体中的各种保护膜，如脑膜，从而可以实现脑部给药；三是载药效率高等[7]。
蛋白类主动靶向分子一般是血脑屏障上受体的内源性配体, 也是应用比较早的一类主动靶向分子[8]。 乳铁蛋白[9] (lactoferrin, Lf) 的受体在血脑屏障上也具有一定水平的表达。采用乳铁蛋白作为脑靶向分子的优点: ① Lf本身带有弱的正电性, 可以与负电性的细胞膜表面结合, 增加细胞的摄取; ② Lf受体介导的跨血脑屏障转运是从血液到脑内的单向转运, 有利于Lf修饰的给药系统在脑内的蓄积;[10] ③ 在生理条件下, Lf受体不会被内源性的Lf饱和, 有利于外源性的Lf修饰的脑靶向递药系统的脑内摄取; ④ 在某些病理条件下, 如帕金森病患者脑部神经元和微血管上的Lf受体表达会有所增加, 使得Lf修饰药物递释系统能更好地实现在疾病发生部位的药物递释和治疗[11]。Hu[12]等采用Lf修饰PEG- PLGA纳米粒, 通过静脉给药后, Lf修饰包载模型药物6-香豆素的纳米粒的脑内摄取量是非修饰纳米粒的3倍。进一步包载多肽药物优洛可定后, Lf修饰的靶向治疗纳米粒给药后, 可以有效地改善6-羟基多巴诱导的帕金森病大鼠的黑质损伤, CD68免疫组化结果显示纳米粒的毒性较低, 进而说明Lf修饰的纳米粒是一种高效、低毒的脑靶向药物递释载体。Chen等[13]首先构建由普朗尼克分子形成的载阿霉素脂质体, 再进行Lf的脑靶向修饰。结果显示, 经过多次给药后, Lf修饰的脑靶向治疗组可以显著延长荷瘤鼠的生存时间。Yu等[14]将Lf修饰在PEG-PLGA组成的自组装纳米体表面, 用于脑部的药物递释研究。结果显示粒径在101 nm左右的脑靶向纳米粒的跨BBB 作用最为显著, 脑部摄取比例也最高。经静脉给药后, 包载了神经保护多肽SHN的Lf修饰纳米粒能进入脑内, 有效下调凋亡相关蛋白Bax和Caspase-3的激活, 发挥神经保护的治疗效果。Qiao等[15]制备了Lf修饰的PEG包被的四氧化三铁磁性纳米粒用于脑部核磁成像的研究。体内外实验结果证实, Lf修饰磁性纳米粒能够跨BBB转运, 通过核磁共振成像技术, 检测到给药后动物脑内的纳米粒信号。
本课题主要研究的是脑胶质瘤，它是一种常见的颅内肿瘤，具有易恶变、易复发的特点。研究表明脑胶质瘤上的CD44以及唾液酸受体是导致肿瘤发生的主要受体。CD44是广泛分布在细胞表面的一种跨膜糖蛋白，在淋巴细胞、肿瘤细胞的表面均能检测到它的表达[16-18]。CD44蛋白属于未分类的粘附分子，可作为受体识别透明质酸（HA）和胶原蛋白等参与到细胞-细胞、细胞-基质间的黏连过程中。唾液酸在脑中的含量很高，可作为神经传导质，参与离子外流和神经兴奋，可以识别苯硼酸参与到脑胶质瘤的发生、转移过程中。
