阳离子聚合物包裹的多功能纳米脂质载体在肿瘤治疗中的应用文献综述

 2022-12-17 19:21:04

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. 课题背景

脑胶质瘤是中枢神经系统中最常见的原发性颅内肿瘤,约占所有原发性中枢神经系统肿瘤的40%以上[1],高级别胶质瘤具有高侵袭性、高复发率、高破坏性及预后较差等特点[2]。成人高级别胶质瘤的一年及五年生存率分别约为30%和13%,间变性胶质瘤及胶质母细胞瘤的中位生存时间分别约为2~3年和1年。

化学疗法即化疗是利用化学药物阻止癌细胞的增殖、浸润、转移,直至最终杀灭癌细胞的治疗方法。大量的临床资料表明,烷化剂药物、亚硝脲类药物以及挽救性药物是治疗脑胶质瘤主要化疗药物[3]。近几年来,烷化剂药物在临床方面的研究正在逐渐增多,其中最具代表性的药物是替莫唑胺(TMZ)。TMZ为咪唑并四嗪类具有抗肿瘤活性的烷化剂,在生理PH条件下经快速非酶催化转变为活性化合物MTIC,MTIC主要通过DNA鸟嘌呤上的烷基化(甲基化)发挥细胞毒作用。研究表明,TMZ 同步联合脑胶质瘤术后放化疗同亚硝脲类药物比较,能够显著提高患者的无进展生存期。此外,由于TMZ的不良反应较轻微,且药物的耐受性较好,所以成为目前治疗恶性胶质瘤、复发神经胶质瘤治疗的研究热点[4]。

在脑胶质瘤的临床治疗上常常使用化疗结合手术治疗及放疗的综合治疗方法。然而,即使给予传统的综合治疗,高级别胶质瘤病人的平均存活时间也仅为1~2年,而低级别胶质瘤为3~5 年[5]。与此同时,众多临床研究表明, 虽然抗肿瘤药物TMZ对恶性胶质瘤的治疗有着多种优势,但其有效率仍不足45 %[6]。化疗效果较差的主要原因是由于脑胶质瘤中肿瘤干细胞的存在,使胶质瘤对化疗药物产生了耐药性。

肿瘤干细胞( Cancer stem cells,CSCs) 是肿瘤中具有自我更新能力并能产生异质性肿瘤细胞的一种特殊细胞。最新研究表明,具有无限增殖能力的肿瘤干细胞是引起肿瘤转移或复发的根源,同时,肿瘤干细胞对传统化疗还具有天然抵抗及耐药作用[7]。因此,抑制甚至根除肿瘤干细胞是治疗肿瘤的有效措施。由于肿瘤干细胞产生耐药性的复杂机制,故针对肿瘤干细胞的治疗是目前研究的热点及难点。

c-Myc作为原癌基因,直接参与了脑胶质瘤的发生、发展过程;c-Myc 基因与胶质瘤干细胞的特性密切相关,能够调控干细胞的自我更新,所以若能够靶向抑制c-Myc 的表达就可以抑肿瘤增殖,促进凋亡[8]。以核心基因c-Myc 为靶点设计的小干扰RNA (siRNA)能够靶向抑制胶质瘤细胞中c-Myc 基因的表达,抑制胶质瘤干细胞的数量,从而逆转胶质瘤对化疗药物的耐药性,提高胶质瘤细胞对化疗药物的敏感性。由此可知,虽然肿瘤干细胞产生耐药性的机制非常复杂,但是通过靶向调控肿瘤干细胞中的关键基因逆转胶质瘤干细胞耐药性是具有潜力的新策略。此方法与抗脑胶质瘤药物TMZ联合使用在脑胶质瘤的治疗中具有较好的应用前景。

脂质体是一种类似生物膜结构的类脂双分子层微小囊泡,可以作为药物载体,运载药物到特定部位后释放药物。由于脂质体具有靶向性、长效性、生物相容性好、易于修饰、提高药物稳定性等优势,其在药物载体材料研究中的应用十分广泛。在脂质体的诸多类型中,热敏脂质体主要借助于不同温度时脂质体膜结构的变化来调节药物的释放,其在实现药物的可控性释放中具有很好的前景[9]。将热敏脂质体作为药物载体装载抗胶质瘤药物TMZ以及siRNA,能够逆转胶质瘤干细胞的耐药性,可控性释放TMZ,增强TMZ对脑胶质瘤的治疗效果。

  1. 要解决的问题
  2. 由于肿瘤干细胞的存在,脑胶质瘤对化疗药物替莫唑胺(TMZ)具有一定耐药性,治疗效果不理想。将以核心基因c-Myc 为靶点设计的小干扰RNA (siRNA)与TMZ联用,siRNA抑制c-Myc 基因表达,逆转胶质瘤干细胞的耐药性,增强疗效。
  3. 一般的脂质体往往缺乏药物释放的可控性,使其在作为药物载体的应用过程中受到了严重的影响。我们采用光热敏感的脂质体材料(PTSL),将疏水性抗癌药物TMZ和近红外染料Cypate掺杂于脂质体疏水层中[10],此处Cypate可实现近红外成像及光热转化等功能[11]。脂质体的结构在生理温度下保持稳定,由于Cypate的光热转换能力,在特定波长段的近红外激光照射下发出热量,使局部温度达到相变温度(Tm),热敏性脂质体结构发生变化,从而促进药物的释放。这样就实现了近红外激光照射的可控性释药。
  4. 在由siRNA介导的基因治疗中,siRNA被肿瘤细胞摄取后形成包被的内涵体,最后会被溶酶体中大量的水解酶破坏降解,导致siRNA失活,影响治疗效果。应该对脂质体进行阳离子修饰,实现溶酶体逃逸[12]。在脂质体表面通过静电作用修饰阳离子聚合物PLA,通过质子海绵效应使溶酶体肿胀破裂[13],siRNA得以发挥抑制c-Myc 基因表达的作用。
  5. 由于肿瘤细胞表面具有一定负电荷,一般的脂质体不易被肿瘤细胞摄取。在脂质体表面再包裹一层阳离子聚合物PLA,促进胶质瘤细胞对脂质体的摄取。
  6. 可行性研究

经研究表明,由于细胞膜带有负电荷,阳离子脂质体易被肿瘤细胞摄取。以核心基因c-Myc 为靶点设计的小干扰RNA (siRNA)与能够抑制c-Myc 基因的表达。

  1. 研究方法和内容

1、通过细胞摄取实验考察胶质瘤细胞对载药脂质体的摄取情况[14]。在激光共聚焦显微镜下观察荧光染料的分布,可以直观得体现摄取情况。

2、通过MTT实验来考察脂质体对细胞的毒性作用[15]。将不同浓度的脂质体溶液与脑胶质瘤细胞共孵育,并通过光学显微镜观察以及染色等方法确定细胞的存活情况。

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