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聚酰胺-胺树状聚合物靶向修饰及放射性核素标记研究进展
纳米分子在体内具有药物载体的特性,与生物靶向分子结合,可实现药物的靶向传递;与放射性核素的结合,可实现在体内靶向分布与靶向聚集的可视化,从而达到对特定病变的显像或治疗作用.本文对近年来新型树状纳米分子聚乙酰胺-胺(PAMAM)的靶向分子修饰及核素标记的研究进展进行综述.
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聚酰胺-胺PAMAM树状聚合物对灯盏花素的溶解性及其药代动力学的影响
测定聚酰胺-胺PAMAM树状聚合物对灯盏花素的增溶性能并探讨其增溶机制;研究PAMAM树状聚合物对灯盏花素体内药代动力学的影响.测定和比较了G1、G1.5、G2、G2.5代PAMAM在不同浓度和不同pH时对灯盏花素的增溶量:另将12只大鼠随机均分为2组,每组6只,分别以灯盏花素及灯盏花素-PAMAM灌胃,采用反相高效液相色谱法检测血浆药物浓度.在pH小于7.0时,PAMAM树状聚合物对灯盏花素的增溶量随着PAMAM代数、浓度和溶液pH的增加而增大,其增溶机制为灯盏花素的羧基与PAMAM的伯胺和叔胺发生静电作用;灯盏花素、灯盏花素-PAMAM口服给药的Cmax分别为(119.65±9.36)和(518.17±17.07)ng·mL-1,AUC0-8 h分别为(370.09±63.08)和(1 219.47±201.87)ng·h·mL-1,两者具有极显著性差异(P<0.01).说明PAMAM能显著提高灯盏花素在水中的溶解度;大大改善灯盏花素口服给药的生物利用度.
关键词： 聚酰胺-胺 PAMAM树状聚合物 灯盏花素 增溶 药代动力学 -
聚酰胺-胺树状大分子靶向给药系统的研究进展
靶向给药系统(targeting drug delivery system,TDDS)能够选择性作用于病变部位,控制药物的分布与释放,提高药效和降低毒副作用,已成为癌症治疗领域的研究热点之一.聚酰胺-胺树状大分子(polyamidoaminedendrimer,PAMAMD)是一种新近发展起来的纳米级药物载体,多分枝、单分散性、三维结构和主-客体包裹能力使其可作为药物基因载体和影像试剂.PAMAMD丰富的末端功能团能同时连接各种具有特异选择性的靶向配基,再通过包裹作用或化学偶联作用将药物或治疗基因载入,后将药物和治疗基因带到病变部位释放从而实现靶向治疗.这种以PAMAMD为基础制备的纳米靶向给药系统具有较小的粒径,强的高通透高滞留(enhancedpermeability and retention,EPR)效应和低毒性等特点.本文概述了各种靶向配基修饰的PAMAMD的应用研究进展,并展望了今后的研究方向.
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共修饰冰片和叶酸的阿霉素聚酰胺-胺纳米给药系统的制备及体外评价
本文基于聚酰胺-胺[poly (amido amine),PAMAM G5]树状大分子,通过化学合成叶酸(folic acid,FA)介导的、冰片(borneol,BO)修饰的新型纳米载体(FA-BO-PAMAM),并包载抗癌药物阿霉素(doxorubicin,DOX),以达到增加药物血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)的透过性和提高脑胶质瘤靶向性的目的.通过1HNMR验证合成载体的结构,采用透射电镜(TEM)和纳米粒度-电位分析仪(DLS)分别对FA-BO-PAMAM的形貌、粒径和表面电势进行表征;另外基于脑血管内皮细胞(HBMEC)和脑胶质瘤细胞(C6)双细胞模型考察载体的细胞毒性,以及载药复合物体外跨BBB膜转运的能力、细胞摄取效率和体外抗肿瘤的效果.1HNMR的结果表明FA-BO-PAMAM合成成功,在TEM下呈类圆形,大小分布均匀,粒径为(22.28±0.42)nm,zeta电位为(7.6±0.89) mV(n=3).细胞毒性和体外跨BBB转运实验结果显示,PAMAM功能化修饰冰片显著地降低了PAMAM毒性,提高了生物安全性,同时增加了载药复合物跨BBB转运率.细胞摄取和体外抗肿瘤实验结果表明,叶酸的修饰增加了C6细胞对载药复合物的总摄取量,且提高了体外对C6细胞的抑制率.因此,该新型靶向纳米载体增加了药物在肿瘤部位的蓄积量,显示了其在治疗脑胶质瘤应用中的潜能.
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载阿霉素普朗尼克化聚酰胺-胺树状聚合物对乳腺癌多药耐药细胞株MCF-7/ADR的抑制作用
本文合成了普朗尼克修饰的聚酰胺-胺聚合物(PF127-PAMAM),以阿霉素(DOX)为模型药物,考察了该载药复合物对乳腺癌多药耐药细胞株MCF-7/ADR的抑制作用.核磁共振图谱及红外图谱表明聚合物成功合成,元素分析法测得每个聚酰胺-胺分子伯氨基的普朗尼克化程度为27.63％ (PAMAM∶PF127,1∶35.37,摩尔比).PF 127-PAMAM较PAMAM水合粒径增大,zeta电位有所降低.较低的电位及PF127的保护作用使得PF127-PAMAM有较低的溶血性和细胞毒性.每个PF127-PAMAM分子可以负载19.58个DOX分子,载药复合物的释放具有缓慢释放及pH敏感的特性.对于乳腺癌细胞株MCF-7,PF127-PAMAM/DOX的细胞毒性较游离DOX稍弱;而对于乳腺癌多药耐药细胞株MCF-7/ADR,PF127-PAMAM/DOX则表现出较强的逆转耐药性的效果,其耐药逆转指数(RRI)高达33.15.
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聚乙二醇修饰聚酰胺-胺的合成、表征及其人角膜上皮细胞毒性
目的:研究不同相对分子质量聚乙二醇(PEG)修饰不同代数树枝状大分子聚酰胺-胺(PAMAM)得到的产物,测定其对人体角膜上皮细胞(HCECs)的毒性.方法:采用硝基苯氯甲酸酯(p-NPC)将单甲氧基聚乙二醇(mPEG,相对分子质量为750,2 000,5 000)活化成PEG碳酸酯,对第4,5代PAMAM大分子进行修饰；目标产物用FT-IR、1H-NMR进行结构表征；采用WST-8法考察PEG修饰对PAMAM的人角膜上皮细胞(HCECs)毒性的影响.结果:PAMAM经较低浓度PEG修饰后,对HCECs的毒性减弱不明显,经较高浓度PEG修饰后,对HCECs减毒明显减弱,不同相对分子质量的PEG修饰对PAMAM的减毒作用无明显差异.结论:经PEG修饰后,可以降低PAMAM对HCECs的毒性,作为新型眼部给药载体具有良好的前景.
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双胍基修饰聚酰胺-胺/阿霉素递药系统的构建及体外评价
目的:构建双胍基(biguanidine,BIG)和聚乙二醇修饰的pH/还原敏感聚酰胺-胺(PAMAM)聚合物(PSSPG),并考察其对阿霉素(DOX)细胞内递送的影响.方法:合成3种不同双胍基比例修饰的双胍基化聚酰胺-胺聚合物,物理包载抗肿瘤药物阿霉素制得3种载药复合物(PG25/DOX,PG50/DOX,PG100/DOX),考察双胍基化修饰程度对双胍基修饰聚酰胺-胺/阿霉素复合物细胞摄取的影响.随后制备PEG化聚酰胺-胺/阿霉素复合物和双胍基修饰PEG化聚酰胺-胺/阿霉素复合物,并对其粒径电位、载药量、包封率、细胞摄取、体外释放以及细胞毒性等进行考察.结果:3种双胍基修饰聚酰胺-胺/阿霉素复合物的粒径均在40 ～ 50 nm,具有较高的包封率和载药量;随双胍基修饰程度的增加,复合物摄取略有增加;体外释放结果表明二硫键修饰复合物具有明显pH/还原敏感性;与PEG化聚酰胺-胺/阿霉素复合物相比,双胍基修饰PEG化聚酰胺-胺/阿霉素复合物组体外细胞实验摄取增加,细胞毒性亦随之增加.结论:双胍基和PEG修饰的pH/还原敏感聚酰胺-胺载体可用于细胞对于阿霉素的高效转运.
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自组装修饰在不同细胞系中对聚酰胺-胺介导的基因递送的影响
目的:通过自组装方法使用蛋白质分子修饰聚酰胺-胺树状大分子(PAMAM)与DNA形成的转染复合物,并考察其性质.方法:使用人血白蛋白(HSA)和表皮生长因子(EGF)修饰PAMAM-DNA转染复合物,测定复合物粒径及Zeta电位；通过DNA固缩程度测定试验和DNaseI消化试验考察修饰后复合物的稳定性；HEK 293T细胞与MCF-7细胞转染质粒,测定其荧光素酶表达水平；MTT检测修饰后复合物对细胞毒性的变化.结果:自组装修饰后的复合物的粒径无显著变化,Zeta电位显著降低,性质稳定；HSA修饰可显著提高复合物在HEK 293T和MCF-7细胞中的转染效率,EGF修饰仅显著提高复合物在MCF-7细胞中的转染效率；两种修饰都能降低PAMAM-DNA复合物对细胞的毒性.结论:自组装修饰方法快速、简便、有效,不影响PAMAM-DNA复合物的稳定性,并且能够实现提高转染效率、靶向递送、降低毒性等目的.
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聚酰胺-胺结构修饰及在药物传递研究中的应用进展
目的 综述聚酰胺-胺[poly(amidoamine),PAMAM]修饰方法及其在药物研究中的应用进展.方法 根据近年来国内外文献资料,对不同官能团结构修饰PAMAM结构的研究进行归纳、分析和总结,并对其修饰后在药物、基因传递研究中的应用进行探讨.结果与结论 采用不同官能团或功能材料对PAMAM的结构进行修饰后,可一定程度的改善PAMAM的生物膜转运特性、降低其毒性、增加其靶向性等,经过不同结构修饰后的PAMAM,作为药物或基因传递系统载体具有很好的应用前景.
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聚酰胺-胺型树状大分子化合物的合成研究
以乙二胺(EDA)为核,通过Mic hael加成和氨解重复反应合成了一系列聚酰胺-胺(PAMAM)型树状大分子化合物,并采用傅立叶变换-红外光谱仪(FT-IR)、磁共振仪(NMR)和快原子轰击-质谱仪(FAB-MS)等方法对它们的结构进行了鉴定.
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聚酰胺－胺型树枝状高分子治疗妇产科感染性疾病的研究进展
具备纳米级尺寸大小的3D 聚酰胺－胺型树枝状高分子（PAMAM），因其表面功能基团丰富、易穿透生物膜、无免疫原性、可生物降解等特点，被广泛用于各种药物分子、基因物质等的输送。PAMAM树状大分子本身具有抗菌、抗病毒能力，能够显著抑制铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、单纯疱疹病毒、人类免疫缺陷病毒等的增殖，而以树状大分子为基础的局部抗微生物药也越来越受关注。
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125Ⅰ标记聚酰胺-胺及其在小鼠体内的生物分布
目的 研究125Ⅰ标记的树枝状高分子纳米材料聚酰胺-胺(PAMAM)在小鼠体内的生物分布.方法 通过羟基琥珀酰亚胺将酪氨酸连接到4代PAMAM上,再对PAMAM进行125Ⅰ标记,透析法对标记化合物进行纯化,放射性薄层扫描对标记物进行标记率、放化纯度及稳定性检测.将125Ⅰ-PAMAM经尾静脉注射人小鼠体内,分别在1、4、8、24、48 h时对小鼠进行活体成像,并取主要脏器进行放射性计数.结果 磁共振氢谱法检测结果显示,每个PAMAM分子上约连接了两个酪氨酸分子,标记率约为56％,放化纯度＞98％,标记化合物具有良好的稳定性,体外放置72 h放化纯度仍＞90％.小动物活体成像结果显示,PAMAM主要聚集在肝脏部位.各组织的放射性计数与显像结果基本一致,主要分布在肝、肾和脾中,而且体内代谢较慢,48 h时在小鼠体内仍有较高分布.结论 未经修饰的PAMAM在肝、肾及脾中大量聚集,体内代谢缓慢,不适合直接作为药物载体进行使用,需进行化学修饰来加速体内代谢,防止体内蓄积从而引起不良反应.
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靶向肽结合131I-PAMAM(G5.0)抑制甲状腺髓样癌细胞增殖的研究
目的 研究131I标记靶向肽丝氨酸-精氨酸-谷氨酸-丝氨酸-脯氨酸-组氮酸-脯氨酸(SRESPHP)(简称SR)修饰的第五代聚酰胺-胺(PAMAM (G5.0))的体外性质及其作为甲状腺髓样癌细胞靶向探针的可行性.方法 用氯胺T法进行PAMAM (G5.0)-SR和PAMAM(G5.0)的131I标记,通过薄层层析法分别测定所制备的两种探针的标记率及稳定性,并考察131I标记物的脂水分配系数;通过阻断摄取实验分别考察两种探针的靶向性;计算两种探针对细胞的半数致死剂量并分析其对细胞生长的影响.采用GraphPad Prism 5.01分析软件对符合正态分布及方差齐性的数据进行样本t检验.结果 131I-PAMAM(G5.0)-SR和131I-PAMAM (G5.0)的标记率均大于70％,纯化后的放化纯度均大于90％.两种探针在体外PBS体系中的稳定性好,且均显示出良好的水溶性.细胞阻断实验结果显示,加入PAMAM(G5.0)-SR阻断的131I-PAMAM(G5.0)-SR细胞摄取率明显降低,差异均有统计学意义(t=7.315、22.590和22.570,均P＜0.01),提示131I-PAMAM (G5.0)-SR对细胞具有较好的靶向性.131I-PAMAM (G5.0)-SR的细胞半数致死剂量为513.6 kBq/mL.细胞摄取实验结果显示,随着时间的延迟,细胞对半数致死剂量下的131I-PAMAM(G5.0)-SR的摄取逐渐降低,但在48 h细胞摄取出现上升的现象,随后细胞摄取再次下降.结论 131I-PAMAM(G5.0)-SR具有良好的生物学性质,可靶向甲状腺髓样癌细胞并抑制细胞增殖.
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纳米分子PAMAM作为miR药物载体靶向胃腺癌的功能研究
目的：检测纳米级生物材料聚酰胺-胺（PAMAM）作为微小RNA（miR）基因投递载体对胃腺癌细胞的功能作用，为研发高效小分子靶向投递药物奠定基础。方法透析法制备叶酸（FA）/PAMAM络合物；分别以FA/PAMAM络合物和脂质体为载体转染miR-7至胃腺癌细胞株SGC-7901，荧光显微镜观察络合物转染效率，实时定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）方法检测miR-7水平；细胞免疫荧光法检测miR-7靶基因表皮生长因子受体（EGFR）、蛋白激酶B（PKB）和细胞增殖活性抗原（PCNA）的表达；Transwell体系检测瘤细胞迁移能力。结果与脂质体相比较，FA/PAMAM络合物可显著提高SGC-7901细胞miR-7表达水平，降低瘤细胞EGFR、PKB和PCNA的水平，降低瘤细胞迁移百分率（均P＜0.05）。结论 PAMAM可以作为小分子药物miR的靶向投递载体，有望进一步推动新的基因靶向药物研发。
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PAMAM作为抗肿瘤药物靶向载体的体内外研究
树枝状大分子是一种高分子材料,其在抗肿瘤药物载体领域应用较为广泛,由于聚酰胺-胺型大分子(PAMAM)的水溶性、靶向性以及生物利用度均较为理想,应用前景备受看好,现已成为该领域研究的热点.本实验通过细胞毒性实验和载体活体靶向性研究,先进行细胞培养、细胞换液、细胞传代和细胞冻存,另行MTT实验和细胞转染吸收实验;分解小鼠活体器官,建立肿瘤模型,进行体内耗向实验,另行载药及释放性能研究,在此基础上分析PAMAM对细胞的生物特性,对化疗药物的包埋、细胞吸收和毒性性能,以及体内靶向性.实验结果证明,靶向载体的生物相容性较为理想,多肤具有靶向性,载体对D0X具有较好的缓释作用,提示抗肿瘤纳米靶向载体PAMAM-Ac-FITC-LCTP可介导化疗药物进入肿瘤细胞及相关组织.
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基因miRNA-34a靶向纳米复合物抗前列腺癌细胞增殖的作用研究
目的：通过构建具有前列腺癌细胞特异性靶向作用的基因载体适配体———聚乙二醇-聚酰胺-胺（APT-PEG-PAMAM），携带具有抗前列腺癌增殖作用的基因 miRNA-34a ，考察载体系统的转染效率及其对前列腺癌细胞的抑制作用。方法运用核磁共振（NMR）鉴定APT-PEG-PAMAM基因载体的结构；利用粒径电位仪对APT-PEG-PAMAM／miRNA纳米复合物进行表征；利用基因转染实验考察APT-PEG-PAMAM／miRNA纳米复合物在前列腺癌细胞（PC3和LNCaP）上的表达效果；利用CCK-8细胞增殖抑制实验考察APT-PEG-PAMAM／miRNA-34a对前列腺癌细胞的抑制作用。结果通过结构鉴定确定APT-PEG-PAMAM合成成功。定性、定量转染效率实验证明，经APT 进一步修饰后，对LNCaP细胞转染效率显著增加，证明APT的靶向作用。CCK-8细胞增殖实验证明，APT-PEG-PAMAM／miRNA-34a对前列腺癌细胞具有抑制作用。结论 APT-PEG-PAMAM／miRNA-34a有望成为今后靶向治疗前列腺癌的基因药物。
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T7肽修饰氧化还原敏感型聚酰胺-胺作为siRNA递送载体的初步评价
拟构建一种具有潜在肝肿瘤靶向作用的T7肽修饰氧化还原敏感聚酰胺-胺(T7-PEG-SS-PAMAM,T7-PSSP)复合物,并用于M2型丙酮酸激酶(PKM2)-siRNA的体外递送.聚合物T7-PSSP的结构特征通过1H NMR进行确证.制备的T7-PSSP/siRNA复合物粒径为(119.8±0.76) nm,多分散系数(PDI)为0.19±0.12,ξ电位为(8.92±0.38) mV.琼脂糖凝胶电泳试验证明载体-基因复合物具有较好的稳定性,且对siRNA具有较好的保护作用.通过凝胶电泳法观察到,在谷胱甘肽还原剂的作用下,siRNA能快速从PSSP/siRNA复合物中释放出来,说明PSSP/siRNA复合物在还原环境中可有效释出携载的siRNA.体外摄取试验表明,T7肽的修饰可以显著提高siRNA在肝癌细胞HepG2中的摄取量.实时荧光定量RT-PCR结果显示,与阴性对照和其他复合物组相比,T7-PSSP/siRNA具有高的PKM2基因转染和沉默效率.
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PAMAM/sh-miR-34a纳米复合物对黑素瘤细胞的抑制作用
目的 将树枝状聚合物聚酰胺-胺(PAMAM)包载可以表达具有抑制人恶性黑素瘤细胞A375增殖、侵袭和转移的miR-34a的质粒sh-miR-34a,构建聚阳离子纳米复合物PAMAM/sh-miR-34a.考察形成的复合物的粒径、zeta电位、细胞摄取,以及对A375细胞的抑制作用.方法 利用粒度测定仪测定纳米复合物的粒径和电位,凝胶电泳实验测定PAMAM对sh-miR-34a的包裹能力;利用罗丹明标记的sh-miR-34a考察A375细胞对纳米复合物的摄取;CCK8法测定PAMAM/sh-miR-34a对A375细胞的抑制作用;Transwell法测定PAMAM/sh-miR-34a抑制A375细胞迁移和侵袭作用;蛋白质印迹法测定PAMAM/sh-miR-34a对A375细胞中pAkt、pRb、pERK1/2蛋白表达的阻滞作用.结果 PAMAM包裹sh-miR-34a可形成稳定的纳米复合物,在N/P=20时,细胞对PAMAM/sh-miR-34a的摄取达高(P＜0.05).PAMAM可以有效携带sh-miR-34a进入A375细胞,体外抑制A375细胞的增殖、侵袭和迁移,并且可以阻滞A375细胞中pAkt、pRb和pERK1/2蛋白的表达.结论 PAMAM可以包裹sh-miR-34a并对人恶性黑素瘤A375细胞起到抑制作用.
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透明质酸/聚酰胺-胺三元纳米基因复合物的构建及其体外评价
目的 在聚酰胺-胺(polyamidoamine,PAMAM)树状大分子与DNA形成复合物的基础上添加透明质酸(hyaluronic acid,HA)形成三元纳米复合物,研究其基因递送性能的改变.方法 配制不同电荷比的三元纳米复合物,测定其粒径和电位；选择MCF-7和MDA-MB-231细胞进行转染效率的测定,选择B16和MCF-7细胞进行细胞毒性的测定.结果和结论 形成的三元纳米复合物大小均一,结构稳定.与单纯的PAMAM载体相比,增加HA提高了转染效率,降低了细胞毒性,适合用于基因的递送和转染.
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日本血吸虫病新型树枝状载体-DNA疫苗的构建及其评价
目的 构建并评价一种新型的日本血吸虫病聚酰胺-胺(PAMAM)型树枝状载体DNA疫苗.方法 采用赖氨酸对4.0 G PAMAM进行表面修饰,合成端基改性产物PAMAM-Lys.用电泳阻滞实验确定质粒DNA与PAMAM-Lys复合的比例,用透射电镜测试复合物微观结构变化,并通过电泳分析复合物的稳定性.同时采用MTT法对PAMAM-Lys进行体外细胞活性评价.分别用纯化质粒pJW4303、pJW4303-SjC23、树枝状载体PAMAM-Lys和复合物PAMAM-Lys/pJW4303SjC23免疫50只小鼠,检测各组小鼠的特异性抗体水平以评价其免疫反应性.结果 琼脂糖凝胶电泳结果显示,电荷比在2～4时,PAMAM-Lys与DNA正负电荷完全中和,DNA电泳被完全阻滞,两者能完全结合.透射电镜测试结果表明,树枝状高分子载体与DNA的复合导致DNA结构收缩,粒径减小,分布均匀.树枝状高分子与DNA复合物具有良好的稳定性.噻唑蓝法检测结果表明,改性后的树枝状高分子载体及其DNA复合物作用于293T细胞较未改性树枝状载体产生的细胞毒性低;经PAMAM-Lys/pJW4303-sj23免疫的小鼠产生的特异性抗体水平显著高于注射裸DNA疫苗组(P<0.05).结论 氨基酸修饰的树枝状高分子PAMAM-Lys是DNA转染的优良载体,具有良好的生物相容性,赖氨酸修饰可以显著降低PAMAM树枝状高分子的细胞毒性,并能增强DNA疫苗的免疫反应性.
