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用于肿瘤光动力疗法的新型水溶性光敏剂的研究

作　者: 洪阁
导　师: 刘天军
学　校: 北京协和医学院
专　业: 药物化学
关键词: 光动力疗法抗肿瘤水溶性光敏剂
分类号: R730.5
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

恶性肿瘤是目前医药界急待攻克的难题,尽管现有的治疗手段如：手术、放化疗和免疫疗法一直在不断进步,可是我们仍需继续寻找对付肿瘤的新方法。光动力疗法(Photodynamic Therapy, PDT)是一种基于光敏剂、氧和激发光的微创肿瘤治疗技术,其中光敏剂是PDT治疗的关键。针对目前临床常用光敏剂存在的细胞摄取量低、代谢缓慢、缺乏靶向性和滞后的光毒性等问题,我们开展了新型光敏剂的研究。本论文涉及两个体系的新型水溶性光敏剂：氨基多羧酸修饰四苯基卟啉系列和糖基修饰氟硼二吡咯系列,研究它们的理化性质、体内外抗肿瘤活性和作用机制,以期开发高效、低毒的光动力抗肿瘤候选新药。第一部分：氨基多羧酸修饰四苯基卟啉化合物的研究化合物A1-9：①我们利用高效液相色谱法测定化合物A1-9的含量,结果表明化合物A1-9的含量均大于95%；②用紫外分光光度法测定化合物A1-9的光漂白速率、单线态氧产率和脂水分配系数,结果表明化合物A1-9的光稳定性好,单线态氧产率在0.41-0.61范围内,脂水分配系数在1.79-2.96之间；③用荧光分光光度法测定人肝癌细胞Hep G2、人胃癌细胞HGC-27、人胃腺癌细胞BGC：823和人非小细胞肺癌细胞A549对化合物A1-9的吸收量,结果表明给药浓度为201μM时,四种肿瘤细胞对化合物A1-9的药物吸收量均在0.1-0.4μM/1×104cells范围内；④用荧光显微镜和激光共聚焦显微镜观察化合物A1-9在上述四种肿瘤细胞中的定位情况,结果显示化合物A1-9主要定位于细胞溶酶体；⑤以上述四种肿瘤细胞为研究对象,用MTT法检测化合物A1-9对肿瘤细胞的光动力杀伤作用,结果表明化合物A1-9在1.25-20μM剂量范围内的暗毒性较小,而在光照条件下能显著抑制体外培养的人肝癌、胃癌和肺癌细胞的增殖,其中化合物A7效果最好,对四种肿瘤细胞的最大抑制率大于84%,IC50值小于0.89gM。苗头化合物A10：①我们以人大细胞肺癌细胞NCI-H460、人骨肉瘤细胞U-2OS、人脐静脉内皮细胞ECV-304、人增生性瘢痕成纤维细胞FB和人永生化表皮细胞HaCat为研究对象,评价苗头化合物A10对肿瘤细胞和正常细胞的选择性杀伤作用,结果表明苗头化合物A10对两种肿瘤细胞的光毒性强,最大抑制率大于71%,IC50值小于6μM,对三种正常细胞的光毒性小,最大抑制率小于24%,IC50值大于20μM；②以人肝癌细胞Hep G2和人胃腺癌细胞BGC-823为研究对象,用流式细胞仪检测A10-PDT对肿瘤细胞凋亡和细胞周期的影响,结果表明A10-PDT可诱导人肝癌细胞Hep G2和人胃腺癌细胞BGC-823发生凋亡,将人肝癌细胞Hep G2阻滞于Go/Gl期,并且呈剂量依赖关系；③用等温滴定量热法和圆二色谱法探讨苗头化合物A10与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用,结果表明苗头化合物A10与蛋白质BSA的作用力类型以氢键、范德华力和静电引力为主,可诱导BSA二级结构单元a-Helix的含量减少,β-Turn的含量增加；④用最大给药量法测试A10-PDT的急性毒性,结果表明A10-PDT无严重急性中毒的危险性；⑤以移植性Lewis肺癌小鼠、移植性肝癌H22小鼠、移植性人胃腺癌BGC-823裸小鼠为模型,评价苗头化合物A10的体内光动力治疗效果,结果表明给药剂量为20mg/kg时,A10-PDT对移植性Lewis肺癌小鼠的最大肿瘤抑制率为81.52%,对肝癌H22小鼠的最大肿瘤抑制率为95.15%,给药剂量为1Omg/kg和5mg/kg时,A10-PDT对人胃腺癌BGC-823裸小鼠的肿瘤生长有明显的抑制作用；⑥用荧光成像法和冰冻切片法探讨苗头化合物A10在荷瘤动物体内的组织分布情况,结果表明尾静脉注射24h,苗头化合物A10在各组织中的浓度大致为肿瘤>肝>肺>肾>脾>心,给药后12-48h肿瘤组织中的药物浓度处于较高水平。第二部分：糖基修饰氟硼二吡咯化合物的研究化合物B1-6：①我们用紫外分光光度法测定化合物B1-6的光漂白速率、单线态氧产率和脂水分配系数,结果表明化合物B1-6的光漂白速率较慢,单线态氧产率在0.073-0.29范围内,脂水分配系数在0.37-2.69之间；②用荧光显微镜和激光共聚焦显微镜观察化合物B1-6在入肝癌细胞Hep G2、人胃癌细胞HGC-27、人大细胞肺癌细胞NCI-H460和人肝细胞L02中的定位情况,结果显示化合物B1-6在细胞线粒体和溶酶体中均有分布；③以上述四种细胞为研究对象,用MTT法检测化合物B1-6对细胞的光动力杀伤作用,结果表明化合物B1-6在1.25-20μM剂量范围内结合激光照射能显著抑制体外培养的人肝癌、胃癌和肺癌细胞的增殖,对肝细胞的杀伤作用较肿瘤细胞小,其中化合物B3具有特殊的暗毒性,对肿瘤细胞的最大抑制率大于80%,IC50值小于0.18gM。苗头化合物B3：①用寇氏法测试苗头化合物B3的小鼠急性毒性,结果表明B3的半数致死量为149.70mg/kg;②以移植性肝癌H22小鼠、移植性人肝癌Hep G2裸小鼠为模型,评价苗头化合物B3的体内抗肿瘤效果,结果表明给药剂量为10mg/kg时,B3对移植性肝癌H22小鼠的最大肿瘤抑制率为69.21%,给药剂量为10mg/kg和5mg/kg时,B3对人肝癌Hep G2裸小鼠的肿瘤生长有明显的抑制作用。

全文目录

中文摘要  5-7
Abstract  7-10
第一章前言  10-29
  一、恶性肿瘤的研究现状及发展趋势  10
  二、恶性肿瘤治疗的新方法——光动力疗法的诞生和发展  10-11
  三、光动力疗法的基本原理、作用机制和特点  11-14
  四、光动力疗法的三要素  14-23
  五、光动力疗法在肿瘤临床治疗中的应用  23-24
  六、本课题的设计思路  24
  参考文献  24-29
第二章氨基多羧酸修饰四苯基卟啉化合物A1-9的研究  29-58
  一、材料  29-31
  二、方法  31-35
  三、结果与讨论  35-53
  四、本章小结  53-54
  参考文献  54-58
第三章苗头化合物A10的急性毒性、体内抗肿瘤药效学、组织分布和作用机制的研究  58-86
  一、材料  58-60
  二、方法  60-64
  三、结果与讨论  64-82
  四、本章小结  82-83
  参考文献  83-86
第四章糖基氟硼二吡咯化合物B1-6的研究  86-100
  一、材料  86-87
  二、方法  87-88
  三、结果与讨论  88-98
  四、本章小结  98-99
  参考文献  99-100
第五章苗头化合物B3的急性毒性和体内抗肿瘤药效学的研究  100-105
  一、材料  100
  二、方法  100-101
  三、结果与讨论  101-104
  四、本章小结  104
  参考文献  104-105
个人简介  105
在学期间发表论文与申请专利情况  105-107
致谢  107

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