基于纳米金钢石为载体的精准可视化药物靶向体系的构建及其对癌细胞迁移性能研究

Targeting drug delivery system can enhance the drug concentration and maximally reduce the toxic and side effects of the anticancer druds, thus, it became the important content of the mopdern pharmaceutical researches. Nanodiamond with high stability and excellent biocompatibility , has broas applications biological and medical fields, is regarded as a one of most attractive carbon-based nano-materials..This project will fabricate a drug delivery system based o nnanodiamonds modified by different targeted molecules as acarrier. To study its selective drug delivery and release mechanism, to further optimize this drug delivery system. Animal in vivo experiment will be cairried out so as to optimize drug delivery system. Furthermore, the influence on tumor cell migration and norphology ability induced by nanodiamond will be focused bt analysis of related gene expression.

人工合成金刚石（Diamond）材料是一种集多种优良性能于一体的功能材料。相比于目前大量使用的高分子药物载体材料，纳米金刚石具有许多不可比拟的特性，如：极好的生物兼容性，低毒性及化学惰性，使其成为最有前途的纳米载体材料。.本课题拟构建一种基于纳米金刚石为药物载体、同时兼具主动靶向和可视化观测的多功能药物递送体系。该体系拟将靶向分子、抗癌药物修饰到纳米金刚石的表面构建而成。其靶向给药功能主要通过连接的靶向分子与癌细胞表面的靶向分子受体结合，产生主动靶向作用。同时，利用纳米金刚石自身的特征拉曼峰（1332cm-1），通过共聚焦拉曼光谱检出技术，可视化的观测给药载体在细胞内的嵌入过程与定位，达到精准、智能化的给药与观测。在前面研究结果的基础上，探讨纳米金刚石干扰调控肿瘤细胞迁移过程，阐明纳米金刚石对癌细胞运动和迁移的分子调控机制与机理，为纳米金刚石作为新型的癌症治疗、诊疗材料提供理论和实验数据。

探讨了羧基化纳米金刚石（cNDs）对肿瘤细胞HeLa和B16迁移的抑制作用。基于AFM的单细胞粘附实验表明，cNDs可以促进HeLa和B16细胞对纤连蛋白基底的粘附，从而导致细胞的运动能力受到限制。此外，通过Phalloidin染色观察到cNDs可以损害细胞F-actin骨架的组装，下调N-Cadherin和Vimentin蛋白的表达，上调E-cadherin蛋白的表达，通过TGF-β信号途径阻止EMT过程，从而抑制了肿瘤细胞的迁移。小鼠体内肺转移模型也证实了cNDs能有效降低小鼠黑色素瘤细胞B16的肺转移。上述结果表明：cNDs可能对特定的癌症治疗具有潜在的效用，有望作为肿瘤细胞迁移的新型抑制剂。.为研究在模拟体内微环境条件下纳米金刚石在肿瘤发生发展过程中对内皮细胞屏障的影响，开发了双层微流控体系。将人脐静脉内皮细胞（HUVECs）和人宫颈癌细胞（HeLa）分别在芯片上层和下层通道进行共培养。通过蠕动泵模拟静脉血流从毛细血管网流向内皮细胞单层的剪切应力。采用流动注射方法将cNDs输送到HUVECs培养腔室。通过显微镜观察细胞形态，并通过荧光染色研究细胞迁移和增殖能力的变化。结果显示：在流动条件下，与肿瘤细胞共同培养的内皮细胞迁移和增殖能力增强，且具有渗漏性；而cNDs的介入可减弱内皮细胞的迁移和增殖，并同时具有抑制内皮细胞向肿瘤血管内皮细胞转化的能力。最后，通过荷瘤小鼠模型验证了cNDs可以通过抑制肿瘤血管的增殖来抑制肿瘤在体内的生长。.开发可抑制肿瘤细胞迁移的NDs-TiO2复合光敏剂，并对光敏剂功能化纳米金刚石及其拉曼成像和光动力治疗应用进行了探讨。