穿膜肽修饰碳纳米管的制备及其体外细胞毒性研究

Artifical modification of carbon nanotubes (CNTs) were usually taken as drug carriers in cancer medicine. These modifications will increase accumulation of intracellular CNTs. However, there are much controversy over the potentially cytotoxicity of intracellular CNTs. In this project, we will focus on the role of CPP-modified CNTs during the DNA combination and cytotoxicity.The 786-0 kidney cancer cell lines and BMSC cells were used as cell models.The competitive NF-κB consensus sequence will be selected as the CNTs-targeted DNA molecular. The abilities of DNA combination and cytotoxicity will be assessed of the modified CNTs and unmodified SWCNTs. Our results will provide new method for the biological safety of CNTs.

为了增强碳纳米管药物载体对肿瘤细胞的杀伤能力，碳纳米管往往会进行人工表面修饰，导致其进入细胞的能力显著增强，然而，碳纳米管进入细胞后的生物安全性一直受到人们的质疑。本课题试图研究表面穿膜肽修饰后的碳纳米管对DNA的结合作用及其细胞毒性。课题选择人肾癌786-O细胞株和骨髓间充质干细胞作为细胞模型，采用NF-κB结合竞争序列作为碳纳米管结合的DNA分子，比较未修饰的碳纳米管与穿膜肽修饰后的单壁碳纳米管对DNA分子的结合能力及其对两种类型细胞生长的影响，为人工修饰碳纳米管的生物安全性研究提供新手段。

单壁碳纳米管由于其疏水性可调、较高的表面积与体积比例及其导电性能等独特的理化性能，碳纳米管广泛地用于药物及生物活性分子载体。 本课题我们利用H2SO4/HNO3 混合物氧化单壁碳纳米管，制备了羧基化的单壁碳纳米管，结果发现羧基化单壁碳纳米管能够改变红细胞的聚集和红细胞形态结构，表明羧基化后的单壁碳纳米管有一定的细胞毒性。此外，我们利用microRNA互补的寡核苷酸序列调控细胞功能，发现单纯的寡核苷酸序列难以进入细胞，我们利用单壁碳纳米管作为载体，研究了不同序列与单壁碳纳米管的结合与解离情况， 我们把ssDNA序列设计为结合调节区和功能区两个区域，功能区对miRNA-382的功能具有抑制作用，我们把该部分片段设为抑制区域（ mimic inhibitor MI ），通过改变调节区序列，我们设计了((GCG)5-MI, (TAT)5-MI) , (TAT/ATA)5-MI and N23-MI)等寡核苷酸片段，结果发现不同序列的片段与碳纳米管结合差异很大，结果表明碳纳米管对寡核苷酸药物的运输具有序列选择性。