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摘要聚酰胺-胺树状大分子(PAMAM)具有接近蛋白质分子直径的稳定结构和丰富的可修饰位点，是理想的仿蛋白质分子平台。然而，其表面高正电荷密度导致较高细胞毒性，易非特异性吸附蛋白质等阻碍了PAMAM在药物传递领域应用。近些年的研究表明，模仿血液蛋白质分子特征的两性离子材料具有优异的抗蛋白质非特异性吸附能力和生物相容性。因此，本文以第五代PAMAM为核心，从模拟蛋白质表面结构出发，通过PAMAM的表面修饰，对其在肿瘤靶向治疗中的应用潜力进行了考察。本文的主要研究内容及结果包括以下部分:<br>　　1.通过PAMAM表面氨基的马来酰胺化和进一步分别与含巯基的CRGDS、CEKEKEKRGDS、CEKEKEKKKKRGDS多肽，以及巯基乙胺的Thiol-ene click反应，制备了一系列具有正负电荷均匀分布表面的两性离子化PAMAM纳米颗粒，且每个两性离子化PAMAM仅修饰一个含RGD多肽。研究表明它们在pH5.0-7.4范围内呈整体电负性，具有良好的单分散性，不会引起溶血或纤维蛋白原聚集，不具有明显的细胞毒性，生物相容性优异。体外细胞实验结果表明，含RGD多肽的两性离子化PAMAM的亲和常数与纤维蛋白原相当或更高，生物活性是游离CRGDS的100倍以上，能够有效抑制新生血管形成。HepG2荷瘤裸鼠体内抑瘤实验结果表明，与结构优化的环型西仑吉肽相比具有略高的抑瘤活性，和更低的系统毒性，高剂量注射时对裸鼠健康状况也没有明显影响。计算机分子模拟结果表明，修饰后CRGDS肽的自由度降低，优势构象接近结合构象，是活性提高的主要原因。<br>　　2.通过模拟细胞外基质(ECM)测试了两性离子化PAMAM(PAM-SH)的扩散能力，并利用低场NMR法初步分析了PAM-SH在透明质酸凝胶中扩散时体系中水分子的环境变化，实验结果表明，PAM-SH与粒径接近的白蛋白(BSA)有相近的扩散速度，比粒径更小的超支化PEG扩散更快;低场NMR结果显示PAM-SH和BSA都可以增加透明质酸凝胶中的自由水分子的含量，而超支化PEG降低了体系中的自由水。这显示PAM-SH和BSA可能可以破坏处于其附近透明质酸凝胶的氢键网络，通过局部液化使得纳米颗粒能够较快速扩散;而超支化PEG是进一步稳定了透明质酸凝胶氢键网络，阻碍了其扩散。<br>　　3.合成了含有巯基末端的N-硬脂酰-L-半胱氨酸，并将其修饰在含RGD两性离子PAMAM表面。实验结果表明，修饰脂肪链后含RGD的两性离子化PAMAM纳米颗粒(PAM-C18)在保持良好分散性的同时与人血清蛋白具有较高的结合常数，使得纳米颗粒的血浆半衰期从不足1小时延长到20小时以上。另外，脂肪链修饰后与细胞膜的亲和性增强，内吞量也随之增加，为提高向细胞内递送药物创造了条件。<br>　　4.进一步通过Click反应在PAM-C18表面修饰了苯硼酸(PAM-BC)，用以提高与肿瘤细胞外多糖的结合能力。实验结果表明，PAM-BC与细胞的结合能力得到了进一步增强;HepG2荷瘤小鼠体内分布实验表明，PAM-BC在肿瘤部位的富集和滞留得以增强，在HepG2荷瘤裸鼠的体内表现出了更高的抑瘤活性。<br>　　5.通过一步化学共沉淀法在PAM-BC中包载了普鲁士蓝类似物FeNP，PAM-BC/FeNP在体外和细胞实验中表现出了pH和还原环境双重响应能力，同时能够作为T1造影增强剂，具有肿瘤可视化治疗的应用潜力。<br>　　上述结果初步证明了模仿血浆蛋白质分子的致密两性离子化表面能够解决PAMAM的生物相容性问题，并且能够利用多肽本身的折叠倾向促使其恢复在蛋白质分子中的构象和亲和力，成为高亲和力功能化仿蛋白质分子，同时具备与蛋白质分子相当的组织内扩散能力;另一方面，进一步的硬脂酸和苯硼酸修饰可以大幅提高仿蛋白质分子的血液循环时间和瘤内滞留能力，增强肿瘤靶向和抑瘤效果。这些结果说明从蛋白质分子的特征结构模仿出发，通过简单的化学合成手段，能够使纳米颗粒获得类似蛋白质分子的功能，为基于化学合成的仿蛋白质分子治疗创造了可能。