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)
拟研究的问题:
本课题旨在以利用壳聚糖与聚乙二醇为主要原料,探索出一种纳米载体的制备工艺,并将有治疗作用的质粒载入载体。合成载药物载体后,测定合成后的纳米载体的多种物理化学性质,最后在细胞水平测定合成出的载体对细胞的表征参数,以确定是否合成成功,是否具有一定的疗效。
文献综述:
关键词:癌症治疗,纳米药物载体,壳聚糖,聚乙二醇
近年来,随着自然环境的不断变化,使得人们在接触致癌因子的概率越来越大[3],这使得全球癌症发病率和死亡率居高不下,严重威胁着人们的身体健康,目前,化疗是治疗癌症的主要手段之一,但其治疗效果受到药物副作用和耐药性的影响[2],且即使治疗成功,也会对人的生活质量产生较大的影响[15],因此急需找到一种比起传统化疗更加创新的一种治疗方法,通过近些年国内外的研究,越来越多的证据表明,有一小部分癌细胞是高度致瘤性的,被定义为癌症干细胞(CSCs)。目前认为CSCs的存在是导致肿瘤治疗失败的重要原因[1]。最近的研究证实,CSCs存在于人喉鳞状细胞癌组织,CD133 是人类喉癌干细胞的标志物之一。又有研究发现,Bmi-1在头颈部肿瘤干细胞中表达上调,在喉癌的发生、发展、浸润、转移和复发过程中起重要作用[1]。研究证实,BMI-1基因是肿瘤干细胞维持其干细胞特性的关键因素CD133 又称AC133 ,它是一种分子量为117kD的5-跨膜糖蛋白。研究表明,CD133 在HNSCC-6bmi-1中是一个有用的肿瘤干细胞标记物,与CD133 共表达,与CD133 共表达[8],是CD133 细胞致瘤性的中心。
有研究证明,在治疗癌症的过程中,传统的病毒载体由于重组病毒的免疫原性和潜在的安全隐患[6],应用于人体受到限制;而脂质体等非病毒载体的转染效率低、特异性差,难以达到治疗目的,因此有许多国内外研究者尝试应用新的方式来治疗癌症,纳米药物载体就是其中重要研究领域之一,纳米级药物载体(Nanoscale Drug Carriers)是一种属于纳米级微观范畴的亚微粒药物载体输送系统。据此,在一些研究性实验中[9],使用了纳米粒,而纳米粒子尺寸小,载体可生物降解,无免疫原性、细胞毒性和遗传毒性。大多数肿瘤组织的血管具有直径在380~780 nm之间的“口状孔”,通过这些“口状孔”[13],纳米粒子可以穿透毛细血管、组织间隙和内皮细胞,在细胞或亚细胞水平上释放药物[21],从而使纳米粒子有资格携带抗癌药物到靶向肿瘤组织,因此,纳米粒子作为基因治疗的载体工具已经在许多研究中被实现。而在一些报道中,纳米复合材料制成的纳米粒,不仅无毒、高效、可以调节释药的速度[19],增加生物膜的透过性、改变在体内的分布、提高生物利用度[24],而且转染效率明显高于脂质体载体。
纳米粒的合成方法通常根据纳米粒形成的原理的不同可以分为两种[21],即单体聚合法和聚合物分散法,纳米载体的主要形式是纳米粒,一般由天然高分子物质或合成高分子物质构成,可作为传导或输送药物的载体[23],纳米粒制备的材料选择上,壳聚糖成为了一种主要原料,壳聚糖(CS)作为基因转移的载体材料,是从虾壳和虾壳中提取的一种天然高分子直链淀粉[1],化学名称为(1,4)-2-氨基-2-脱氧-B-D-葡聚糖,壳聚糖具有无毒、来源广泛、生物相容性和生物降解性好[4]、靶向性和缓释性强等优点,是一种良好的基因载体[6]。壳聚糖亦甲壳素脱乙酰制得的低毒天然多糖之一[23],壳聚糖纳米粒在生物环境中具有良好的生物降解性和生物分布性[14],使其成为向肿瘤细胞特别是卵巢癌细胞输送不同治疗药物的最具吸引力的纳米载体之一。壳聚糖可以共价和非共价修饰,通过其游离胺基团连接到不同的聚合物和靶向基团上,并通过被动和主动靶向策略到达肿瘤部位壳聚糖纳米颗粒由于壳聚糖分子间氢键的作用,不能溶于一般有机溶剂和水中[5]。
因此,常用一些化学物质进行修饰,以改善其性能,聚乙二醇(PEG)就是其常用物质之一[16]。聚乙二醇(PEG)由重复的氧乙烯基组成,具有高度的亲水性,研究人员于上世纪70年代首次提出将PEG用于药物的修饰经PEG化的药物能增加水溶性[18],降低酶降解和肾小球滤过率下调免疫原性或抗原性保护其免遭体内环境破坏。PEG本身只含有-OH,但可通过化学反应使 PEG带上不同的反应基团[20],从而修饰到纳米粒表面[18],在大部分研究中,多分散的PEG链,能显著改善PEG修饰纳米制剂的表面性质,如主动靶向的选择性[22]。在应用物理或化学方法将PEG修饰到纳米制剂表面的同时,还需注意PEG参数(相对分子质量、密度、空间构象等)对纳米制剂性质的影响以及PEG的ABC效应(即纳米粒使用次数过多导致其体循环时间减少的现象),弱化或消除血浆蛋白的调理作用,减缓或消除PEG的ABC效应[20]。
在本研究中,我们试图利用壳聚糖和聚乙二醇为主要原料开发一种新的siRNA载体系统,该系统在CD133 肿瘤干细胞中表现出更高的肿瘤靶向性和增强的基因沉默效果[1],而该系统预计效果为阻断喉癌的自我更新,杀伤喉癌干细胞。同时利用一些高科技仪器设备和计算机技术对合成的载体进行一系列的测试,并对BMI-1基因沉默后CD133 Hep-2肿瘤细胞一些细胞水平的表征指标进行评估。。
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