一、课题背景
天然多糖具有来源广泛、价格低廉、良好的生物相容性和生物可降解性等特点,被广泛应用于药物载体研究。天然多糖纳米凝胶内部交联网络结构能有效提高药物的稳定性,且自身带有大量的活性官能团,可以被修饰上靶向配体或者对病灶环境敏感的基团,使药物顺利到达靶向细胞,从而实现药物的可控释放,在提高药效的同时降低药物的毒副作用。
由水溶性/可溶胀聚合物组成的纳米凝胶是纳米尺寸交联的水凝胶颗粒。大孔径的水凝胶经常导致相对较快的药物释放,与之相比,纳米凝胶具有水凝胶和纳米材料的性能,显示出高的生物相容性、易于合成、有效载荷的有效释放、对药物装载和释放中的外部刺激多样性的快速反应性等优点。这使纳米凝胶在药物输送领域的应用成为一个热点。作为FDA批准的药物辅料的糊精是含有D-葡萄糖单元的糖类聚合物。它含有大量的羟基,易于修饰。糊精也由于其其优良的生物相容性和生物降解性被广泛应用于药物输送系统。
具体来说,近年来已经开发了由交联网络组成的智能纳米凝胶,它们可以响应生物刺激,包括pH、氧化还原电位、、温度、光和酶。 考虑到微环境,还原反应是最常见的刺激物,以诱导药物从纳米凝胶中突然释放。肿瘤细胞中的细胞内还原型谷胱甘肽(GSH)浓度比细胞外液高约三个数量级(细胞质中的毫摩尔浓度范围(1-11毫摩尔)和细胞外液的微摩尔浓度范围(约10mu;M)。
对于药物递送系统的抗肿瘤治疗,将纳米载体中的药物运送到肿瘤靶点的作用包含大量步骤且需通过多种生理和生物屏障。 由于纳米粒子对肿瘤细胞摄取的主要内在机制是通过网格蛋白介导的内吞作用,纳米颗粒主要位于内含体(pH 5.0-6.0)以及溶酶体的附属区域(pH 4.0-5.0)。 内溶酶体酸和水解酶是纳米颗粒的降解和药物装载在其中的载体的主要障碍.因此,已经开发了响应于内溶酶体pH(例如pH-刺激性膜融合和破坏)的智能纳米颗粒,用于溶酶体逃逸以及纳米颗粒的释放进入细胞质。
RNA干扰(RNA interference,RNAi)是由双链RNA(double-strand RNA,ds RNA)引发的序列特异性的转录后基因沉默机制。长度约为21~23个碱基对si RNA,是RNAi的效应分子,在胞内通过RNA诱导基因沉默复合物(RNAi-induced silencing complex, RISC)的生成,序列特异性降解mRNA,从而使目的蛋白表达量下调。si RNA其作为一种新药物治疗疾病已经显示了巨大的应用前景,目前一些生物制药公司致力于siRNA药物研发,并且已有部分药物进入三期临床试验。
小干扰RNA(SiRNA)作为有希望的候选药物,由于其有力的基因沉默活性而具有巨大的癌症治疗潜力。SiRNA治疗工作涉及内源性调控机制,这依赖于SiRNA分子沉默,特别是恶性致癌基因。与传统的基于小分子的治疗相比,它表现出了令人满意的治疗潜力.然而,血液核酸酶的不稳定降解、低细胞摄取以及网状内皮系统(RES)系统的快速清除是限制其在临床中的应用的障碍。尽管脂质体和聚合物作为SiRNA的载体已经做出了艰巨的努力,并取得了不同程度的成功。 血清中的细胞毒性、血红蛋白和纳米颗粒聚集等障碍仍然阻碍了研究者。然而,si RNA作为生物活性的核酸类物质,它的稳定性差,吸收率低,si RNA的输运是其能否应用于临床的关键瓶颈,设计和合成安全有效的si RNA输运载体已经成为目前si RNA药物研发的重要方向。安全有效的SiRNA递送平台的开发仍然是一个关键的挑战。
- 要解决的问题
需要构建可生物还原的交联糊精纳米凝胶(DNGs),要具有溶酶体逃逸、跨质子海绵效应的能力,并且在肿瘤细胞质中高浓度GSH中SiRNA能响应还原反应而释放。
- 可行性分析
有类似的相关文献,有据可循;实验用的试剂方便获得;实验室具备符合标准的仪器。
在研究生的指导下可以顺利进行试验获得数据,验证猜想。
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