环境敏感性药物释放系统的靶向介孔二氧化硅纳米粒子输送三氧化二砷，可有效治疗三阴性乳腺癌外文翻译资料

 2022-01-27 22:38:54

英语原文共 7 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

原文题目：Targeted Mesoporous Silica Nanoparticles Delivering Arsenic Trioxide with Environment Sensitive Drug Release for Effective Treatment of Triple Negative Breast Cancer.

环境敏感性药物释放系统的靶向介孔二氧化硅纳米粒子输送三氧化二砷，可有效治疗三阴性乳腺癌

Xiaohui Wu, Zheng Han, Rebecca M. Schur, and Zheng-Rong Lu

摘要：在这项研究中，我们采用了新的方法，使用基于RGD肽作为靶向配体的介孔二氧化硅纳米粒子（MSNs）加载三氧化二砷（ATO）形成ATO-MSNs-RGD，作为药物载体靶向传递系统以治疗MDA- MB-231三阴性乳腺癌。实验通过X射线衍射（XRD），热重分析 （TGA），透射电子显微镜（TEM）和比表面积测试（BET）方法表征MSN-ATO-MSN和ATO-MSNs-RGD。数据表明 MSN 具有MCM-41型的介孔，具有~1021mu;m2/g的高表面积和~2.2nm的 孔径。然而，在使用ATO包覆MSN或使用RGD修饰MSN后，这两个值都显著降低。此时表面修饰的RGD肽的量确定为0.20mmol/g。谷胱甘肽（GSH）大大提高了MSN的ATO释放。共聚焦激光显微镜图像显示，ATO-MSN和ATO-MSNs-RGD具有良好的细胞摄取能力，随着潜伏时间的增加以及纳米颗粒浓度的提高而改善， 并且与ATO-MSN相比，ATO-MSNs-RGD有着明显更易于细胞摄取。用MSN、ATO-MSN、ATO-MSN-RGD、ATO-MSN、ATO-MSN-RGD对小鼠乳腺癌MDA-MB-231进行治疗，每5天进行一次，结果表明与MSN、ATO-MSN和ATO相比，ATO-MSN具有更好的治疗能力。

关键词：纳米粒子，三氧化二砷，靶向，乳腺癌

介绍

纳米技术在药物传递中的应用受到越来越多的关注，并为癌症治疗提供了一种更好的治疗方法。现在常规的化学治疗剂表现出了不利的药代动力学和非特异性生物分布，同时作用于癌细胞和正常细胞，从而导致治疗不理想和过度的副作用。纳米颗粒输送系统因肿瘤脉管系统渗漏而优先积聚在实体瘤中。递送药物的纳米颗粒充当局部药物贮库并提供持续的药物释放。此外，用靶向配体修饰的纳米颗粒可以改善肿瘤靶向药物的递送。一般来说，靶向配体可以是肽、蛋白质、抗体和小化合物。用于癌症治疗的纳米颗粒药物释放系统包括但不限于脂质体、树枝状聚合物、胶束、聚合物纳米颗粒、蛋白质纳米粒子、无机纳米粒子、纳米管和病毒纳米粒子。这些纳米粒子为这一新兴的药物输送系统带来了新的可能性。

三氧化二砷（ATO）是水溶性的，无嗅无味的， 因而被广泛称为“毒药之王”。在中国古代和希腊， 砷衍生物已被用于治疗人类疾病约3000年。例如，在牙科工作之前砷作为灭活剂而被使用，同时可以在表面产生一层厚厚的称为焦痂的黑色痂，用以治疗癌症。1％的低剂量ATO或亚砷酸水溶液可以缓解白血病。美国食品和药物管理局（FDA）于2000年批准使用ATO治疗急性早幼粒细胞白血病（APL）。虽然ATO在治疗血液系统恶性肿瘤方面表现出良好的疗效，但它在治疗实体瘤方面的疗效有限，主要因为砷的肾脏清除率快，肿瘤靶向效率低，低剂量治疗效率低，以及与高剂量相关的系统毒性。靶向ATO递送系统的设计和开发可潜在地解决这些限制，并通过使用有效剂量将ATO有效递送至实体瘤并且使非特异性全身毒性副作用最小化来扩展其在治疗其他癌症类型中的临床应用。

介孔二氧化硅纳米粒子（MSNs）具有多种用于药物递送的特性，包括高比表面积，可控纳米粒子尺寸，可控的孔径以及粒子具有内部和外部的双功能表面。MSN 在体外和体内都表现出良好的生物相容性，并且是用于药物传递的合适载体。它们的外表面很容易用靶向剂进行修饰，以实现肿瘤特异性药物递送。MSN具有的高内表面积和承载能力适用于充当ATO的运载工具。在内表面改性后，ATO可以通过与内表面上的羟基的氢键或内表面改性后与砷的配位键加载到MSN上。MSN的介孔结构将允许高有效载荷的ATO将足够的药物递送到实体肿瘤中以进行有效治疗。

三阴性乳腺癌（TNBC）是一种高度侵袭性的乳腺癌亚型，是缺乏雌激素受体，孕激素受体和HER2扩增的表达。尽管一些纳米颗粒已经被测试为可以释放ATO来治疗肿瘤，目前TNBC的有效靶向治疗方面仍然进展有限。我们假设，用MSN靶向递送ATO具有可使全身毒性最小化并提高其治疗TNBC的疗效。这项研究中，我们开发了载有ATO的靶向MSN，并检测了它们在小鼠肿瘤模型中治疗TNBC的效果。其中我们对MSN的内表面和外表面进行了修饰，引入硫醇基团，得以在介孔中加载ATO，并将靶向剂缀合至外表面以用于靶向药物传递。通过砷与MSN中的硫醇基团的配位来加载ATO将提供一个环境敏感的药物递送系统，用于将ATO靶向输送到癌细胞。制备了载有ATO的环肽Arg-GlyAsp-d-Phe-Lys（cRGDfK）靶向MSN，并对其在体外和体内进行了表征和检测。

实验部分

材料：荧光素-5-马来酰亚胺, 购自AAT Bioquest，Inc（Sunnyvale，CA，USA）；十六烷基三甲基铵（CTAB），四乙氧基硅烷（TEOS），氢氧化钠，（3-巯基丙基）三乙氧基硅烷（3MPT），N，N-二异丙基乙胺（DIPEA），二异丙基碳二亚胺（DIC），乙酸，三氟乙醇（TFE），三氟乙酸（TFA），三异丙基硅烷（TIS），三氧化二砷（ATO），用于RGD合成的所有氨基酸和溶剂均购自Sigma-Aldrich。MDA-MB-231细胞（＃HTB-26）购自ATCC。DMEM /高葡萄糖培养基和MTT测定试剂盒购自 Life Technologies。胎牛血清（FBS）和青霉素/链霉素购自Gibco罗丹明标记的鬼笔环肽（RP）购自Cytoskeleton，Inc。

巯基官能化MSN（MSNs-SH）的合成：典型的合成路线如下。

在80℃条件下剧烈搅拌，将CTAB（1g）和氢氧化钠（0.28g）完全溶解在去离子水（480mL）中。然后在15分钟内将TEOS（5mL）滴加到溶液中。在80℃和剧烈搅拌条件下过夜，将得到的乳状溶液离心得MSN。然后在乙醇（500mL）和盐酸（37.5％，5mL）的混合物中回流12小时，重复该过程三次以除去CTAB。将最终产物在120℃条件下完全干燥。

将MSN（100mg）彻底悬浮在无水甲苯（20mL）中并加入3MPT（150mu;L），将混合物回流过夜。使用4000rpm离心20分钟收集MSNs-SH，并分别用去离子水和乙醇各洗涤MSNs-SH两次。 通过TGA将表面硫醇基团定量为1.12mmol/g。

马来酰亚胺-RGD的合成：通过标准Fmoc固相肽合成化学方法合成cRGDf K。

简而言之，将2-氯三苯甲基氯树脂（2g，2.4mmol）悬浮于无水DCM中在室温下摇动1小时。将Fmoc-Pbf-L-精氨酸（R，973mg，1.5mmol）溶解在含有DIPEA（1000mu;L）的无水DMF（20mL）中，并将该混合物加入到溶胀的树脂中。连续反应50分钟。 然后对Fmoc-甘氨酸（G，892 mg，3 mmol），Fmoc-天冬氨酸（D，1234 mg，3 mmol），Fmoc-D-苯丙氨酸（f, 1162 mg, 3 mmol）和Fmoc-赖氨酸（K，1406mg，3mmol）按照类似的方法进行脱保护和偶联。

随后，用哌啶/ DMF（1：4，v/v）脱保护后，用温和的HOAc /三氟乙醇（TFE）/ DCM（1：1：3）混合物在不影响侧链保护基团条件下从树脂中分离受保护的线性肽。在DCM中用DIC（3equiv），1-羟基苯并三唑水合物（3equiv）和DIPEA（3equiv）进行头尾环化放置过夜。然后将粗肽在水中沉淀并在室温下用TFA / 水/ TIS（95：2.5：2.5）的混合物脱保护2小时。后将粗肽在冷乙醚中沉淀并用乙醚洗涤两次，得到cRGDfK-NH2。

通过cRGDfK-NH2 和马来酰亚胺- 丙酸-PFP（1.5 equiv） 与DIPEA（2 equiv）在DCM中反应15分钟后，获得马来酰亚胺-RGD的缀合物（根据先前的研究合成马来酰亚胺-丙酸-PFP）。通过在冷乙醚中沉淀来纯化马来酰亚胺-RGD缀合物，并在减压下干燥过夜。马来酰亚胺-RGD缀合物通过MALDI-TOF（m / z，[M H] ）表征：754.876（实测）；754.80（计算）。

MSNs-RGD的合成：

超声将MSN-SH（1g）彻底悬浮于DMF（30mL）中30分钟，并在剧烈搅拌下将马来酰亚胺-RGD缀合物（754mg，1.0mmol）加入到MSN-SH / DMF混合物中2小时。然后通过在4000rpm下离心20分钟收集MSN-RGD，用乙醇洗涤两次，并在30℃下减压干燥过夜。

荧光素标记的MSN和MSNs-RGD的合成：

将荧光素-5-马来酰亚胺（AAT Bioquest，USA）（10mg，0.02mmol）完全溶解在DMSO中，然后与MSN-SH（1g）或MSNs-RGD（1.75g）混合。超声波预悬浮于DMSO中20分钟。将混合物在室温下搅拌1小时，通过在4000rpm下离心30 分钟收集荧光MSN（F-MSN）或荧光MSNs-RGD（F-MSNs-RGD）， 然后用乙醇洗涤两次。将F-MSN或F-MSNs-RGD在室温下减压彻底干燥过夜。

ATO加载和释放：

将ATO（0.35g）溶解在PBS缓冲溶液中（35毫升）。将MSN-RGD（0.2g）悬浮在ATO溶液中，并在37℃下振荡过夜。使用离心法收集MSNs-RGD并用PBS洗涤三次，然后在50℃下减压干燥。收集PBS溶液和PBS洗涤液，并用电感耦合等离子体-原子发射光谱法（ICP-AES）测量ATO 的浓度，以计算MSNs-RGD中的ATO载药量。通过在37℃下振荡将含有ATO的MSNs-RGD悬浮在PBS溶液或含有谷胱甘肽（GSH）的 PBS溶液（50mu;M或10mM，30mL）中来研究ATO体外释放。在每个释放时间点（1小时，4小时，12小时，第1天，第2天，第4 天和第10天）收集上清液（2mL），并且使用ICP-AES检测浓度以研究释放动力学。

表征：

cRGDfK和马来酰亚胺-RGD肽通过基质辅助激光解吸/电离时间荧光质谱法（MALDI-TOF）进行表征，使用2,5-二羟基苯甲酸（2,5-DHB）作为基质，在布鲁克质谱上获得。使用透射电子显微镜（TEM，FEI Tecnai F30，USA）观察二氧化硅纳米粒子的形态。使用比表面积（BET）方法测量孔隙率参数和比表面积，该方法基于氮气吸附（ASAP2010， USA）。使用热重分析法（TGA）在Q500热分析仪中，在氮气条件下以20℃/min的加热速率，从室温加热至800℃进行。通过小角度X射线衍射（SAXRD，Scintag X-1）表征介孔结构，使用CuKalpha;辐射 （40kV和40mA），扫描速率为0.02°/ min，在1.5-6.5°的 范围内，步宽为0.02°。

细胞培养：

MDA-MB-231细胞在DMEM / High中培养（葡萄糖培养基，补充10％胎牛血清和1％青霉素/链霉素）。将细胞在含有5％CO2和95％相对湿度的组织培养板上于37℃温育。培养基每隔一天更新一次，细胞在～80%的浓度下分裂。

荧光共聚焦显微镜：

为了目测观察F-MSNs和F-MSNs-RGD的内吞作用，我们将细胞以5times;104 细胞/ mL的密度在6孔板中培养24小时，然后处理浓度为100mu;g/ mL悬浮在细胞培养基中的F-MSN或F-MSNs-RGD。将细胞再培养4小时后，提取培养基，用PBS彻底洗涤细胞，除去未内化到细胞中的纳米颗粒。然后，将细胞用4％PFA溶液固定20分钟，用PBS洗涤，用0.2％ Triton X-100透化，并在细胞培养箱中用罗丹明鬼笔环肽（RP）染色1小时。后用4,6-二脒基-2-苯基吲哚，二盐酸盐（DAPI）染色后，使用Olympus FV1000共聚焦激光显微镜 （Olympus，Center valley，PA）对细胞成像。

细胞活性：

将细胞以1times;105细胞/ml的密度接种在12孔组织培养板中24 h，去除不同浓度的培养基、MSN、ATO MSN、ATO MSN RGD和ATO悬浮液后（每种浓度的ATO-MSN，ATOMSNs-RGD和ATO的等效ATO，MSN的当量总重量）培养基中的每种浓度的ATO-MSN和细胞再培养24小时。然后根据制造商手册用MTT分析（Life Technologies）对细胞数进行定量。

动物肿瘤模型：

根据凯斯西储大学动物护理委员会批准的协议进行动物研究。雌性无胸腺 nu / nu小鼠（4-6周）购自Case综合癌症中心的Athymic Animal amp; Xenograft Core。在侧腹中的PBS（50mu;L）和基质胶（50mu;L）的混合物中将1times;106 MDA-MB-231细胞植入小鼠。当肿瘤直径为~5mm时开始体内治疗。

体内肿瘤治疗：

MSN，ATO-MSN，ATO-MSNs-RGD以预定浓度制备RGD和ATO溶液。携带荷瘤的小鼠（n = 5）在20天的过程中每5天以0.75mg / kg的ATO剂量静脉内注射 MSN，ATO-MSN，ATO-MSNs-RGD和ATO溶液。MSN用作非治疗性对照，并以5mg / kg MSN的剂量注射。在每次注射时用卡尺测量肿瘤体积，并基于以下等式计算：肿瘤体积= (x2)(y2)(0.5)。在第20天，对照组（MSN）中的肿

全文共9623字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[287]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

原文和译文剩余内容已隐藏，您需要先支付 30元 才能查看原文和译文全部内容！立即支付

以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。

您可能感兴趣的文章