开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
一、研究背景
癌症是全世界首要的死因之一。传统的癌症治疗通常需要手术、放疗、和化疗的结合,随后发展出了免疫疗法、基因疗法等新的治疗方法。虽然这些疗法是有效的,但有很大的局限性。例如,手术对晚期癌症无效,且可能复发;放化疗对正常细胞和组织有毒性,会产生严重的副作用;免疫治疗成本高昂,并且依赖于可能被一线治疗削弱的宿主免疫系统;由于靶点特异性差和对病毒载体免疫应答差,基因疗法具有生物安全性问题。因此,为了改善患者的预后,需要更多的方法来补充现有的治疗方案。
目前,细胞逃避凋亡和抗凋亡能力的增强被认为是癌症治疗困难的主要原因。Dixon等人在2012年首次提出,铁死亡是一种依赖于铁离子的非凋亡性细胞死亡,以铁离子依赖性和ROS堆积为特点,是一种完全独立于细胞凋亡的调节性细胞死亡(RCD)模式。
在铁死亡过程中,铁离子起到了至关重要的作用,Fe2 / Fe3 可催化Fenton反应导致bull;OH及bull;OOH等毒性很强的ROS聚积,导致DNA、蛋白质和脂质的氧化损伤,从而造成严重的细胞损伤并最终导致细胞死亡。Fenton反应主要涉及过氧化氢(H2O2)和过渡金属如游离不稳定亚铁(Fe2 )之间的反应,以此生成大量活性氧,主要是超氧自由基(O2bull;-)和羟基自由基(bull;OH)。基于Fenton化学的化学动力学治疗(CDT)是一种新型的肿瘤治疗方法。然而,体内治疗效果高度依赖内源性H2O2的量,这是Fenton样反应的动力源。
随后人们惊喜的发现,临床上常用的化疗药物顺铂,可以为癌细胞提供内源性H2O2。在癌细胞中,铂类药物可以激活还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶(NOX),它可以运输电子穿过质膜。激活的NOX 通过释放电子将NADPH转化为NADP 。O2接受电子产生O2bull;-,O2bull;-可以通过超氧化物歧化酶(SOD)进一步形成H2O2。通过向癌细胞大量输送Fe2 ,可与胞内大量的H202通过Fenton反应高效快捷的转化为抗肿瘤活性更高的bull;OH,从而大大增强铂类药物的抗肿瘤疗效。因此,基于顺铂自供H2O2的Fenton反应诱导细胞铁死亡是一种理想的CDT疗法。
制备将铂类化学治疗剂和Fenton反应催化剂结合在一起,在肿瘤微环境中进行选择性释放的纳米制剂是非常有意义且又具有挑战性的。多种无机纳米粒已被用作CDT的药物载体,但相对较低的载药量和缓慢的铁释放可能削弱其抗肿瘤作用,相比之下,利用有机物构建的纳米药物具有生物相容性、生物降解性、高载药量和刺激反应性等优点,在临床治疗中显示出巨大的潜力。
二、研究目标
本课题中,我们拟设计一种以HCA-PEI-PEG为骨架的多酚阳离子载体,利用多酚与金属离子的络合作用包载活性铁离子和顺铂前药,形成完整的药物递送载体。载体能够在肿瘤微环境中特异性释放顺铂前药和活性铁离子,顺铂前药转化为顺铂,通过激活NOX生成过量H2O2,从而与Fe2 协同加速Fenton反应,通过大量累积活性氧引起细胞严重损伤并导致其死亡。这种设计兼顾顺铂本身的抗癌作用与其和活性铁离子联合产生的抗癌作用,且利用顺铂前药的设计降低了顺铂的毒性,从而大大提高了顺铂的抗肿瘤疗效。
三、研究内容
