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摘要类风湿关节炎（RA）和急性肺损伤（ALI）具有较高的致残率和致死率，严重影响着人类的生活。复杂的致病机制使得这类疾病治疗困难，巨噬细胞作为一种重要的免疫细胞在慢性或急性炎症类疾病的发生和发展过程中均发挥着不可或缺的作用。炎症疾病病灶部位的巨噬细胞受到致病信号的刺激后容易极化成M1型巨噬细胞，大量分泌促炎性细胞因子和活性氧（ROS），与之相对应的是M2型巨噬细胞，能够分泌抑炎性细胞因子。调控巨噬细胞分泌促炎性/抑炎性细胞因子的平衡和清除ROS是治疗这类炎症疾病的重要靶点。目前对于RA和ALI的治疗方式以化疗为主，化疗药物的水溶性差、生物利用度低和毒副作用以及单一的化疗策略药效有限等缺陷限制了其临床应用。相比之下，基因治疗可以内源性地特异性调控M1/M2型巨噬细胞极化相关基因，从而调节促炎性/抑炎性细胞因子的平衡和清除 ROS。基因治疗的关键是选择一个安全且高效的基因传递载体，纳米生物技术的快速发展使药物和基因高效递送从而大大提高治疗效果成为了可能。目前各种纳米载体如脂质类化合物（脂质体和脂质纳米粒等）和聚合物（纳米凝胶和胶束等）被开发出来并广泛地用于化疗药物和核酸类药物递送以实现RA和ALI的治疗。然而，构建新型安全的纳米载体用于RA和ALI的高效治疗依然存在着巨大的挑战，如较高的基因压缩效率、药物负载效率和多重治疗药物共负载效率等。<br>　　聚酰胺-胺型（PAMAM）树状大分子由于其高度支化结构、疏水空腔和丰富的表面官能团，被广泛用于疾病的治疗和诊断研究。其表面大量的氨基官能团既可以用于靶向配体等功能化修饰，也可以用于静电吸附负载治疗性基因和化学键合化疗药物，其内部疏水空腔还可以负载疏水性药物实现疾病的靶向联合治疗。特别是，在 PAMAM 疏水空腔包裹金纳米颗粒可以增强分子刚性，能更有效地压缩基因，使其基因传递效率提高100多倍。作为树状大分子家族另一个重要成员，含磷树状大分子以六氯环三磷腈（HCCP）为内核，具有较好的自身分子刚性，在内部分支单元和表面官能团中富含的磷元素产生独特的生物学特性，使其广泛用于纳米医学领域。此外，向HCCP内核引入疏水烷基长链，合成具有疏水内核和亲水表面官能团的两亲性含磷树冠大分子，能够在水溶液中自组装形成胶束，可以进一步增强其疏水空腔的药物负载。虽然两种树状大分子都具有良好的药物（化疗药物、基因等）负载能力，但利用其负载两种或多种药物用于调控巨噬细胞实施RA和ALI的抗炎和/或抗氧化高效治疗却鲜有报道。且含磷树状大分子本身的药物活性和其他药物的协同抗炎抗氧化作用以及含磷树状大分子结构的不对称性对其药物负载和活性影响也未见报道。<br>　　基于此，本论文从调控巨噬细胞抗炎抗氧化的角度出发，基于树状/树冠大分子构建了多种纳米药物体系，用于高效递送药物至巨噬细胞实现RA和ALI的化疗、基因治疗及其联合治疗，为开发基于调控巨噬细胞极化的高效纳米药物载体提供了设计思路和理论基础。本论文的主要研究内容如下：<br>　　（ 1 ）功能化修饰的 PAMAM 树状大分子包裹金纳米颗粒并负载 TNF-α siRNA用于RA的抗炎抗氧化治疗研究<br>　　化疗药物和核酸类药物治疗 RA 均受限于毒副作用大和药物利用度低的缺陷，单一的抗炎或者抗氧化治疗策略难以逆转巨噬细胞的促炎活性。功能化的纳米载体可以提高药物的利用度，实现靶向性递送药物和多重药物共递送，从多个层面调控巨噬细胞的炎症因子分泌用于RA的治疗。在第二章中，我们以第5代PAMAM树状大分子（G5）为基础，在其表面修饰两性离子1,3-丙磺酸内酯（1,3-PS）、靶向配体叶酸（FA）和抗氧化的生育酚琥珀酸酯（α-TOS）得到多功能化修饰的树状大分子，然后在其内部包裹金纳米颗粒得到功能化修饰的树状大分子金纳米颗粒载体（{(Au0)25-G5.NH2-1,3-PS-(PEG-FA)-(PEG-TOS)} DENPs，记作L1），用于负载抗炎的治疗性基因TNF-α siRNA得到L1/TNF-α siRNA复合物，以实现RA的抗炎抗氧化治疗。体外细胞毒性、细胞吞噬和细胞基因转染实验结果表明，表面修饰FA和1,3-PS分别赋予L1靶向巨噬细胞和实现血清增强型基因传递的能力，而α-TOS的修饰则可以增加α-TOS的水溶性，提高其生物利用度。小鼠体内micro-CT成像和关节组织切片Hamp;E染色等实验结果显示，抗炎效果从低到高为α-TOS＜ L1＜ L1/TNF-α siRNA，说明树状大分子负载α-TOS后能够增强α-TOS的治疗效果，而进一步负载基因后，L1/TNF-α siRNA介导的基因治疗/化疗联合抗炎抗氧化策略能够更高效地治疗RA。<br>　　（ 2 ）质子化吡咯烷修饰的含磷树冠大分子共递送 microRNA mimic 和microRNA inhibitor用于ALI的抗炎治疗研究<br>　　巨噬细胞通过多条途径由M1型向M2型转化，单一调控策略通常效果有限。由于基因治疗可以特异性和内源性地调控巨噬细胞极化的相关基因，常被用于调控肺泡巨噬细胞的炎症因子分泌实现 ALI 的高效治疗。相对于分子结构柔韧性好的 PAMAM 树状大分子而言，分子刚性较好的含磷树状大分子能表现出更高效的基因传递效率。在第三章中，我们以第1代质子化吡咯烷修饰的含磷树状大分子（G1）为基础，通过向G1的HCCP内核引入疏水烷基长链（C12），得到质子化吡咯烷修饰的第 1 代含磷树冠大分子（C12G1），能够在水溶液中自组装形成胶束。首先选用编码增强型绿色荧光蛋白的质粒DNA（EGFP-pDNA）对比了肺泡巨噬细胞内 G1 和 C12G1 的基因转染效率差异，实验结果表明相对于G1/EGFP-pDNA 而言，C12G1/EGFP-pDNA 能够在较低的 N/P 比条件下表现出较高的基因转染效率，其最佳基因转染效率是 G1/EGFP-pDNA 的 1.6 倍。然后利用C12G1纳米胶束共同负载microRNA-146a mimic和microRNA-429 inhibitor得到 C12G1/miR-mixture 可以同时调控核转录因子 NF-κB 和丝裂原活化蛋白激酶通路用于抑制肺泡巨噬细胞M1型极化。体外细胞毒性、细胞吞噬和体外M1型巨噬细胞相关因子检测实验结果表明，相比于单一的基因治疗，C12G1/miR-mixture 能够增强型抑制 M1 型肺泡巨噬细胞分泌促炎性细胞因子。小鼠体内micro-CT成像和肺部组织切片Hamp;E染色等实验表明，相比于单一的基因治疗， C12G1/miR-mixture介导的双重基因治疗能够增强型调控肺泡巨噬细胞实现ALI的抗炎治疗。<br>　　（3）亚磷酸钠盐修饰的含磷树冠大分子负载姜黄素（Cur）用于ALI的抗炎抗氧化研究<br>　　通过调控巨噬细胞抗炎的同时还通过ROS清除进行抗氧化是另一ALI高效治疗策略。研究显示，多酚类的Cur由于含有碳碳双键和酚羟基易于被氧化，具有ROS清除能力，而具有生物活性的亚磷酸钠盐修饰的含磷树状大分子本身可以调控巨噬细胞抗炎。基于此，在第四章中，我们以亚磷酸钠盐修饰的、内核引入了疏水烷基长链（C11）的第 3 代含磷树冠大分子胶束 C11G3-TBP 为纳米载体负载Cur得到C11G3-TBP@Cur用于ALI的抗炎抗氧化治疗研究，其药物上载率为21.24%，包封率为96.86%。体外细胞毒性、细胞吞噬、ROS含量和M1/M2型巨噬细胞极化相关细胞因子的检测实验表明C11G3-TBP胶束具备一定的抗炎活性，C11G3-TBP@Cur可以清除 ROS 并调控肺泡巨噬细胞 M1 型向 M2 型转化，实现 ALI 的增强型抗炎抗氧化治疗。C11G3-TBP 胶束高效负载 Cur 得到C11G3-TBP@Cur，增强了Cur的水溶性，从而提高其生物利用度。小鼠体内micro-CT成像和肺部组织切片Hamp;E染色等实验表明，相对于C11G3-TBP或Cur的单一化疗策略，C11G3-TBP@Cur介导的双重化疗可以实现ALI的增强型抗炎抗氧化治疗。<br>　　（4）不对称亚磷酸钠盐修饰的含磷树状大分子的合成及其递送蛋白类药物用于抗炎的研究<br>　　蛋白类药物治疗RA受限于药物利用度低的缺陷，单一的调控巨噬细胞治疗策略难以应对RA复杂的致病机制。研究显示，亚磷酸钠盐修饰的含磷树状大分子本身具有调控巨噬细胞抗炎的功能，但树状大分子的分子结构对称性对于其抗炎效果的影响未被研究报道。基于此，在第五章中我们分别研究第0.5代亚磷酸钠盐修饰的含磷树状大分子 AK38 和不对称的亚磷酸钠盐修饰的含磷树状大分子 LJ3 对于巨噬细胞抗炎效果差异，然后分别负载菠萝蛋白酶（ bro ）得到AK38/bro和LJ3/bro复合物用于调控巨噬细胞抗炎和抑制滑膜细胞激活，从而实现RA的联合治疗。体外细胞毒性、细胞吞噬、M1/M2型巨噬细胞极化相关细胞因子的检测实验表明AK38和LJ3的抗炎效果无明显差异，但相比于AK38/bro而言，LJ3/bro更易于被巨噬细胞吞噬，从而提高bro的生物利用度。<br>　　总之，功能化修饰的树状/树冠大分子纳米平台在高效药物递送用于调控巨噬细胞抗炎抗氧化方面已经显示出了许多优势，为基于纳米药物的RA和ALI个性化治疗的研究提供了思路。