载三氟拉嗪介孔二氧化硅纳米粒的制备及抗肿瘤作用研究

乳腺癌(Breast Cancer,BC)是严重危害女性健康和生命的复杂性疾病,且发病率逐年增高。目前治疗乳腺癌的药物以传统化疗药物为主,例如阿霉素、紫杉醇和顺铂等,但这些药物具有心脏毒性、神经毒性和抑制骨髓造血系统等缺点。更重要的是,肿瘤细胞与某药物屡次接触后会产生耐药性,从而导致后续抗癌效果逐渐变差。这些传统药物的不足使得抗癌创新药的需求增加,但周期长、耗资大、风险高等greenhouse bio-test原因导致新药研发进展缓慢。在此背景下,“老药新用”成为一种非常重要的策略。三氟拉嗪(TFP)是一种吩噻嗪类衍生物,于1959年在美国获准用于焦虑症和精神病的治疗。近年来有研究报告称TFP可以抑制多种肿瘤的生长,如乳腺癌、胶质母细胞瘤、肺癌等。然而,TFP很容易跨越血脑屏障(BBB),在脑内达到较高的浓度从而影响中枢神经系统(CNS),导致患者出现嗜睡、头晕和锥体外系等副作用。对此,本课题组提出将TFP包裹在无法穿过血脑屏障的介孔硅纳米载体中,从而降低其中枢神经副作用的同时提高治疗肿瘤的效果。本课题所进行的研究如下:首先制备了MSN-NH_2,然后在其表面修饰了聚乙二醇(PEG)和茴香酰胺(AA),得到命名为MSN@PEG-AA的纳米颗粒。利用透射电子显微镜、激光粒度及Zeta电位分析仪、红外分光光度计、比表面及孔隙度分析仪、差热热重同步分析仪等对纳米颗粒的结构进行了表征。结果表明:所制备的MSN@PEG-AA纳米粒和载药纳米粒(TFP@MSN@PEG-AA,TMPA)分散均匀,粒径均一。通过氮气吸附/脱附曲线算出MSN-NH_2的表面积(SBET)为~471.316 m~2/g,孔体积(Vp)和孔径(DBJH)分别为~0.968 cm~3/g和~4.358 nm。红外光谱图和DTG图谱均证明了MSN@PEG-AA的成功制备。通过高效液相色谱法建立了TFP含量测定的方法,并对该方法进行了方法学研究。同时对TFP的负载和释放进行了研究。结果表明:所建立的TFP的含量测定方法专属性好,具有良好的精密度和重复性,在2.5μg/mL~80μg/mL浓度范围内具有良好的线性关系。所制备的TMPA纳米粒的载药量和包封率分别为13.1%、65.2Belumosudil分子式%。释放实验表明TMPA纳米粒子具有pH响应性药物释放行为,TFP在pH5.5的PBS缓冲液中的释放速度最快,累计释放量最高,达到了70.9%;TMPA纳米粒的pH响应性释药可以减少TFP在正常组织部位的释放量,增加药物在肿瘤组织中的浓度,从而更高效地发挥其抗肿瘤作用,同时减少对正常组织的损伤。采用溶血性实验对MSN@PEG-AA纳米粒进行了安全性评价,MTT法、荧光倒置显微镜对TMPA的细胞毒性及其在细胞内的摄取情况进行了考察。溶血性实验结果表明MSN@PEG-AA纳米粒具有良好的血液相容性,安全性良好。MTT实验结果表明,游离TFP和TMPA纳米粒对三种乳腺癌细胞(MDA-MB-231、MCF-7和4T1)的抑制作用均呈浓度依赖性和时间依赖性;随着作用时间的延长,TMPA纳米粒中TFP逐渐释放完全,TMPA纳米粒可以达到和游离TFP相当的抑制作用。细胞摄取实验结果表明,用sigma受体抑制剂氟哌啶醇(HP)预孵育之后,4T1细胞的绿色荧光明显减弱,证实了纳米粒是通过sigma受体介导的内吞作用进入肿瘤细胞,具有特异性靶向肿瘤细胞的能力。细胞内释药实验表明,载药纳米粒在4T1肿瘤细胞内能正常释放药物,且随着时间增加,释放量增多。通过构建4T1荷瘤Balb/c小鼠模型,研究TMPA纳米粒的体内抗肿瘤效果。结果表明:生理盐水组小鼠的肿瘤体积增长迅速,游离TFP组、TMP纳米粒组和TMPA纳米粒组小鼠的肿瘤体积增长得到了一定的抑制,其中TMPA纳米粒组对小鼠肿瘤体积增长的抑制能力更强,具有更强的抗肿瘤活性;小鼠体重变化曲线表明TMPA纳米粒组具有较低的毒副作用。H&E染色结果表明,各组药物对小鼠的脏器组织形态几乎无影响,生理盐水组的肿瘤细胞几乎没有凋亡,游离药物组和载药纳米粒组的肿瘤细胞均有不同程度的细胞凋亡,其中,TMPA纳米粒组显示出较高的细胞凋亡效果。建立HPLC测小鼠各组织和肿瘤中TFP含量的方法,同时进行方法学研究。结果表明:该分析方法的专属性好,具有良好的精密度和重复性,且在0.025μg/mL~2μg/mL浓度范围内呈良好的线性关系。体内药物分布实Vorinostat体内验结果显示,TFP组和TMPA纳米粒组在心、肝、脾、肺、肾和肿瘤中的分布均没有统计学差异;而在脑组织中,TMPA纳米粒组的浓度显著低于TFP组,说明将TFP包裹在纳米载体MSN@PEG-AA中,可以显著减少TFP进入脑组织的含量,降低中枢神经副作用。综上所述,本课题所制备的TMPA纳米粒在发挥TFP抗肿瘤作用的同时降低其对中枢神经系统的影响,在肿瘤治疗方面有很大的发展前景。