基于肿瘤酸性微环境的靶向性一氧化氮供体型抗肿瘤药物的设计合成课题性质 应用课题radic;基础研究 设计型 调研综述 理论研究开题报告内容: 研究背景目前来看,肿瘤已经成为世界范围内仅次于心血管疾病的人类第二大致死病因[1],肿瘤的治疗主要依靠化学药物、外科手术、放射、免疫及综合治疗方法,临床上常用的抗肿瘤药物大多是以传统的核酸和蛋白质为靶点的细胞毒性药物,如环磷酰胺、5氟尿嘧啶等,其缺点是选择性差、毒副作用强、作用机制单一且易产生耐药性[2],这也使许多肿瘤患者得不到很好的治疗效果,因此对肿瘤细胞进行靶向性治疗逐渐成为近年来人们关注的热点。
研究表明,在正常生理状态下组织细胞外pH值 (extracellular pH,pHe)介于7.2 ~ 7.4之间,而恶性肿瘤组织的胞外微环境的pHe介于6.5 ~ 6.9之间,即肿瘤细胞胞外微环境普遍存在酸化[3]。
肿瘤细胞微环境的酸性一方面是由于肿瘤细胞高效率的进行糖酵解产生大量乳酸所致[4];另一方面肿瘤细胞内代谢产生的CO2通过弥散作用排到细胞外,由于肿瘤组织细胞缺氧而激活了缺氧诱导因子1(hypoxia-inducible factor 1,HIF-1)诱导肿瘤细胞高表达CA-IX,进而催化CO2和H2O反应生成碳酸[5],即肿瘤细胞酸性微环境的形成与肿瘤细胞的糖酵解代谢和缺氧有关。
肿瘤组织酸性微环境的形成与肿瘤细胞代谢特点和组织结构、生长等密切相关,异常的细胞外酸性微环境的诱导和维持,被认为是肿瘤形成和进展的关键环节,并日益成为抗肿瘤领域研究的热点之一[6],所以我们可以利用肿瘤细胞微环境的这个特点进行肿瘤细胞靶向性治疗药物的设计与合成。
二十世纪八十年代,哺乳动物体内一氧化氮(NO)的发现是生命科学史上的重大进展。
1992年,NO被美国Science杂志评为明星分子;1998年,美国学者Furchgott,Ingnarro和Murad因各自在NO生物学研究中获得的重大发现而分享当年的诺贝尔生理学和医学奖。
近年来有研究表明,体内NO生成不足或NO信号转导异常与多种疾病的形成和发展密切相关,同时有大量文献报道,NO作为信使物质或效应分子在心血管[7]、神经[8]、免疫[9]等系统都发挥着极其重要的作用,除此之外NO还可以增强巨噬细胞对于肿瘤细胞的毒性,抑制肿瘤细胞的增殖[10],抑制血管生成和转移并加速肿瘤细胞的凋亡[11]。
尽管NO在肿瘤生物学及其治疗中的作用机制尚未十分清楚,但人们普遍认为:持续低浓度的NO可以促进细胞的生长,抑制细胞凋亡;而高浓度的NO则产生细胞毒性,诱导肿瘤细胞凋亡,阻止肿瘤细胞的扩散和转移[12]。
研究表明,NO抗肿瘤作用的机制主要包括:(1)诱导肿瘤细胞凋亡;(2)抑制肿瘤细胞增殖;(3)抑制肿瘤血管生成;(4)在邻近肿瘤的微血管中的NO可以抑制肿瘤细胞的转移;(5)抗氧化,终止自由基扩散对细胞的损害,从而发挥细胞保护作用[13]。
但由于NO是气体物质,存在着体内半衰期较短、水溶液中不稳定、应用不方便等问题[14],所以如何靶向性地在肿瘤细胞内释放高浓度的NO、避免NO对正常组织产生的毒副作用至关重要,也有越来越多的研究开始集中于NO供体。
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