蜂毒肽@ZIF-8纳米载药体系的构建及抗肿瘤活性研究
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蜂毒肽生物学活性和药理作用的研究进展顾桂秋;钱鹤声【期刊名称】《中国蜂业》【年(卷),期】2006(57)8【摘要】我国天然蜂毒主要采自意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica),天然蜂毒是具有苦香气味的透明液体,在室温下很快就干燥至原来重量的30-40%。
蜂毒是一种成分十分复杂的混合物,经过各国学者几十年的研究,已知蜂毒含有多种生物活性物质,如蜂毒肽(melittin)、蜂毒明肽(apamin)、MCD肽(mast cell deganulating peptide)、磷酸脂酶A2、玻璃酸酶和其他非肽类有机物质。
其中蜂毒肽是蜂毒的主要成分,其重量占蜂毒干物质45-50%。
蜂毒肽具有很高的生物学作用和药理作用,其半数致死量(LD50)为4.0mg/kg,现代药理研究表明蜂毒肽具有抗炎、镇痛、抑制血小板凝聚和抗肿瘤等作用。
本文重点综述了蜂毒肽的抗肿瘤作用,抗菌作用和抗HIV病毒作用的新进展。
【总页数】2页(P33-34)【作者】顾桂秋;钱鹤声【作者单位】河北石家庄市华药股份公司研究开发中心,050015;河北石家庄市华药股份公司研究开发中心,050015【正文语种】中文【中图分类】R2【相关文献】1.蜂毒肽药理作用的研究进展 [J], 陈琪;刘欣;姜小凡;王智传;陈琳博;朱文赫;2.蜂毒肽药理作用的研究进展 [J], 陈琪;刘欣;姜小凡;王智传;陈琳博;朱文赫;3.蜂毒肽药理作用的研究进展 [J], 陈琪;刘欣;姜小凡;王智传;陈琳博4.蜂毒肽药理作用的研究进展 [J], 刘晓敏;姚丽;肖磊5.牛乳铁蛋白活性肽(LactoferricinB)(3—17)与蜂毒肽(Melittins)(6—12)杂合多肽活性功能的测定 [J], 王佳龙;陈静宇;赵晓宇因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
沸石咪唑骨架(ZIF-8)的研究进展作者:杨陈阳来源:《科学导报·学术》2020年第56期【摘要】沸石咪唑骨架(ZIF-8),作为一种新型多孔材料,是由锌离子和2-甲基咪唑组建而成,并具有独特的优点,包括高孔隙率、良好的结构规则性、可调节的表面功能性和固有的酸碱度诱导的生物降解性。
在这篇综述中,我们将ZIF-8的最新进展总结为用于装载各种分子的纳米载体,包括化疗药物、光敏剂和光热试剂来制备用于协同治疗癌症的多功能纳米复合材料。
此外,将强调这一领域的挑战和未来的发展。
【关键词】沸石咪唑骨架;纳米载体;癌症一、前言当今世界,癌症仍然威胁着人类健康。
虽然许多抗癌药物已经被制备并用于癌症治疗,但是他们效果甚微,主要是由于小肿瘤早期诊断比较困难和肿瘤的侵袭性较强。
纳米医学的快速发展为癌症治疗开辟了新的领域,并带来了巨大的希望,纳米载体的设计提高了抗癌治疗的效率并降低了毒性和副作用。
与其他金属有机框架材料的独特功能相比ZIF-8具有以下优点:(1)ZIF-8具有卓越的化学和热稳定性,高表面积,和可忽略的细胞毒性。
但是,在酸性条件下(酸碱度5.0-6.0)它容易分解,这有利于抗癌药物的酸碱度控制传递和释放[1]。
(2)ZIF-8可以作为理想的可调节材料,由于其在合成过程中的尺寸可调并可以形成独特的三维内部空隙[2]。
(3)ZIF-8能够嵌入多种生物大分子,如酶、DNA和蛋白质。
ZIF-8不仅能防止生物大分子的泄漏,还能保持其生物活性[3-5]。
目前,各种治疗模式包括化学疗法,光动力疗法(PDT),光热疗法(PTT),化学动力疗法疗法(CDT)、免疫疗法等。
然而,癌症的发生和发展是一个涉及多种因素的复杂生物过程。
它有一个高度复杂的监管网络和各种各样的逃避凋亡的机制。
因此,单一疗法的效果仍然远远不能令人满意,而且多种模式的协同治疗是当前的常规临床抗癌治疗模式。
在这种情况下,ZIF-8已被证明是有用的构建用于多模式协同癌症治疗的放射治疗纳米平台。
一种zif-8多肽复合纳米制剂及其制备方法近年来,随着生物技术和纳米技术的不断发展,纳米制剂在药物传递、诊断和治疗方面的应用日益广泛。
其中,一种zif-8多肽复合纳米制剂备受关注,其具有优异的生物相容性和药物载体能力。
本文将从多个方面对这一主题展开讨论。
1. zif-8多肽复合纳米制剂的特点zif-8多肽复合纳米制剂是由多肽和zif-8纳米颗粒复合而成的纳米制剂。
zif-8具有高度开放的孔道结构和可调控的孔径大小,能够有效地包载药物,并在体内缓慢释放。
多肽作为载体具有良好的生物相容性和生物可降解性,能够有效降低药物的毒副作用,提高药物的稳定性和生物利用度。
2. zif-8多肽复合纳米制剂的制备方法制备zif-8多肽复合纳米制剂的方法通常包括两个步骤:首先是合成zif-8纳米颗粒,其次是多肽与zif-8的复合过程。
合成zif-8纳米颗粒的方法多样,常见的包括溶剂热法、溶剂辅助法和共沉淀法。
而多肽与zif-8的复合可以通过物理混合、共沉淀或化学键合等方法实现。
在制备过程中,需要考虑多肽与zif-8的比例、溶剂选择、温度控制等因素,以确保制备得到的复合制剂具有理想的性能。
3. zif-8多肽复合纳米制剂在药物传递中的应用zif-8多肽复合纳米制剂在药物传递中具有广阔的应用前景。
其孔道结构和生物相容性能够有效地包载和保护药物,延长药物在体内的半衰期,并降低药物对正常组织的毒性。
多肽可以通过特异性靶向作用将药物传递至靶组织或靶细胞,提高药物的生物利用度和治疗效果。
zif-8多肽复合纳米制剂在肿瘤治疗、基因传递、免疫调节等领域有着广泛的应用前景。
4. 个人观点和展望我个人对zif-8多肽复合纳米制剂在药物传递中的应用充满期待。
其独特的结构和性能使其成为一种理想的药物载体,有望在治疗各种疾病中发挥重要作用。
然而,目前对其制备和性能的研究仍处于起步阶段,有待进一步深入研究和应用。
未来,我期待通过更深入的学习和实践,能够为这一领域的发展贡献自己的一份力量。
蜂毒肽抗肿瘤机制及临床应用进展作者:李迎涛,姜宝华,闫路娜,邱丹,王莉来源:《教育教学论坛》2014年第29期摘要:蜂毒肽(Melittin,MLT)是蜂毒的主要成分,在蜂毒中含量最高,大约为蜂毒干重的50%,是蜂毒生物活性的主要载体。
蜂毒肽作为一种重要的抗菌肽具有抗菌消炎、镇痛、抗辐射、抑制血小板凝集、抗艾滋病病毒等多种药理学作用。
目前,蜂毒肽已成为抗肿瘤新药中的研究热点。
本文综述了最新的蜂毒肽抗肿瘤机制及其应用,若将各种蜂毒制剂联合化疗,具有减毒增效的作用,在临床上具有很好的疗效,其潜在的药用价值日益引起人们的重视。
关键词:肿瘤;蜂毒肽;凋亡;调控机制中图分类号:R979.1 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)29-0140-03蜂毒是一种成分复杂的混合物,主要含蛋白质、肽类、生物胺和其他小分子有机物。
蛋白质类主要有透明质酸酶(hyaluronidase)和磷脂酶A2(phospholipase,PLA2);肽类主要有蜂毒溶血肽(又称蜂毒肽,melittin)、蜂毒明肽(apamin)和肥大细胞脱粒肽(mast cell degranulating peptide,MCD肽);生物胺主要有组胺、多巴胺、去甲肾上腺素和氨基丁酸;小分子有机物主要有糖类、磷脂类、氨基酸类、胆碱、甘油和挥发性化合物(一种信息素)。
蜂毒溶血肽(Melittin,MLT)占蜂毒的40%以上,是蜂毒发挥药理作用和生物活性的主要成分。
其作为一种重要的抗菌肽具有抗菌消炎、镇痛、抗辐射、抑制血小板凝集、抗艾滋病病毒等多种药理学作用。
国外类似的制剂有英国BVV药厂的Melittin,苏联的Aplite。
这些制剂已除去了蜂毒中引起过敏的高分子量组份——透明质酸酶及磷醋酶A2。
蜂毒肽具有很强的表面活性,直接破坏细菌的细胞膜,造成细胞的裂解致死。
所以理论上讲蜂毒肽具有广谱性和速效性杀菌的优良特性。
与抗生素相比,蜂毒抗菌肽具有抗菌谱广、低浓度下也可发挥作用、不易使微生物产生耐药性以及可以合成不同于天然肽的类似物等优势。
JOURNALOFBEE(Monthly)蜜蜂杂志(月刊)2007年第5期蜂毒肽的研究概述郭艳红,谭垦(云南农业大学东方蜜蜂研究所,云南昆明650201)摘要:从结构、药理作用、基因工程及分子生物学机制等方面总结了国内外对蜂毒肽的研究概况,以期为相关研究提供有益参考。
关键词:蜂毒肽;结构;药理作用;基因工程;分子生物学机制中图分类号:S896.5文献标识码:B文章编号:1003-9139(2007)05-00034-03TheReviewofMelittinResearchGUOYan-hong,TANKen(EasternBeeResearchInstituteofYunnanAgriculturalUniversity,Kunming650201,China)Abstract:Melittinisthemajoractivecomponentofbeevenomwhichhasbeenusedinmedicaltreatment,butforitshemolysistoxicity,theclinicutilitywascon-strained.Thispaperreviewsrecentstudiesonthestruc-ture,medicalaction,geneengineeringandmolecularbio-logicmechanism.Itisexpectedthatthispapercanoffersomereferencesforrelevantresearches.Keywords:melittin;structure;medicalaction;geneengineering;molecularbiologic蜂毒是工蜂毒腺分泌出来的一种具有芳香气味的成分复杂的混合物,主要含有蛋白质多肽类、酶类、生物胺类和其他物质。
蜂毒中研究较多的是蜂毒溶血肽,又称蜂毒肽(melittin)。
TMZ@ZIF-8纳米粒的制备、表征及体内外抗肿瘤研究Δ刘婷 1, 2*,王怡 3,李冰辉 1,何硕 1,夏江 1,朱婷 4 #(1.哈尔滨商业大学药学院,哈尔滨 150076;2.哈尔滨医科大学药学院,黑龙江 大庆 163319;3.哈尔滨商业大学英才学院,哈尔滨 150028;4.哈尔滨商业大学药学院药物工程技术研究中心,哈尔滨 150076)中图分类号 TQ 460.4;R 943 文献标志码 A 文章编号 1001-0408(2024)09-1100-08DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2024.09.13摘要 目的 制备沸石咪唑骨架(ZIF )-8纳米粒(NPs )负载替莫唑胺(TMZ )(简称TMZ@ZIF-8 NPs )药物递送系统,以增加药物在病灶的富集和抗脑胶质瘤效果。
方法 采用室温溶液反应法制备ZIF-8 NPs 后,再采用浸渍法制备TMZ@ZIF-8 NPs 药物递送系统。
进行透射电镜、激光粒度及傅里叶变换红外光谱等表征和溶出实验,并进行体外及体内抗肿瘤活性实验。
结果 TMZ@ZIF-8 NPs 制备成功,粒径为(126.23±7.92)nm ,载药率为(28.79±1.26)%,72 h 累积溶出速率为(72.36±3.62)%。
体外抗肿瘤活性实验结果显示,ZIF-8 NPs 的相对细胞存活率一直保持在90%以上;与游离的TMZ 相比,TMZ@ZIF-8 NPs 对C 6细胞的生长、增殖表现出更优的抑制作用、更高的被摄取能力和更好的促凋亡效果。
体内抗肿瘤活性实验结果显示,ZIF-8 NPs 在大鼠脑部不富集,TMZ 在脑部富集效果并不显著,而TMZ@ZIF-8 NPs 在脑部富集效果显著。
结论 ZIF-8 NPs 可有效负载TMZ ,制备成功的TMZ@ZIF-8可提高TMZ 摄取能力及抗脑胶质瘤效果。
关键词 替莫唑胺;沸石咪唑骨架;pH 敏感;脑胶质瘤;药物递送系统;纳米粒TMZ@ZIF -8 nanoparticles :preparation , characterization , and in vivo and in vitro anti -tumor studiesLIU Ting 1, 2,WANG Yi 3,LI Binghui 1,HE Shuo 1,XIA Jiang 1,ZHU Ting 4(1. School of Pharmacy , Harbin University of Commerce , Harbin 150076, China ;2. College of Pharmacy , Harbin Medical University , Heilongjiang Daqing 163319, China ;3. Honors ’ School , Harbin University of Commerce , Harbin 150028, China ;4. Center of Pharmaceutical Engineering and Technology , College of Pharmacy , Harbin University of Commerce , Harbin 150076, China )ABSTRACTOBJECTIVE To prepare zeolite imidazole framework (ZIF )-8 nanoparticles (NPs ) loaded with temozolomide(TMZ ) (abbreviated as TMZ@ZIF-8 NPs ) drug delivery system , thus increasing drug enrichment and anti-glioma effects in lesions. METHODS After preparing ZIF-8 NPs using the room temperature solution reaction method , the impregnation method was used to prepare TMZ@ZIF-8 NPs drug delivery system. Characterization was carried out using transmission electron microscopy , laser particle size , and Fourier transform infrared spectroscopy , and dissolution and anti-tumor activity experiments in vitro and in vivo were conducted. RESULTS TMZ@ZIF-8 NPs were successfully prepared with the particle size of (126.23±7.92) nm , drug loading amount of (28.79±1.26)%, and 72 h cumulative dissolution rate of (72.36±3.62)%. The results of in vitro anti-tumor activity experiments showed that the relative cell survival rate of ZIF-8 NPs remained above 90%; the prepared TMZ@ZIF-8 NPs delivery system exhibited superior inhibition , higher uptake capacity , and better promoting apoptosis effects on the growth and proliferation of C 6 cells as compared with the free TMZ. The results of in vivo anti-tumor activity experiments showed that ZIF-8 NPs were not enriched in the brain of rats , and the enrichment effect of TMZ in the brain was not significant , while TMZ@ZIF-8 NPs had a significant enrichment effect in the brain. CONCLUSIONS ZIF-8 NPs can effectively load TMZ , and successfully prepared TMZ@ZIF-8 NPs can improve TMZ uptake ability and anti-glioma effect.KEYWORDStemozolomide ; zeolite imidazole framework ; pH-sensitive ; glioma ; drug delivery system ; nanoparticle脑胶质瘤又称胶质细胞瘤、胶质瘤,是发生于神经外胚层的肿瘤,故亦称神经外胚层肿瘤或神经上皮肿瘤。
摘要:蜂毒肽是蜂毒中主要的活性成分,具有广泛的抗肿瘤、抗炎症、镇痛、抗病毒等生理活性,极具潜在的临床药用价值。
对蜂毒肽的抗肿瘤作用机制,主要包括对肿瘤细胞的直接杀伤效应,诱导肿瘤细胞发生损伤和凋亡,影响肿瘤细胞的生物学行为,改变肿瘤细胞生存环境和免疫调节作用等进行了综述,并简要分析了蜂毒肽在实际应用中所面临的挑战。
关键词:蜂毒肽;抗肿瘤;免疫调节;凋亡中图分类号:S896文献标识码:A文章编号:1003-9139(2020)09-0017-041引言蜂毒取自蜜蜂()工蜂的毒腺以及副腺,为多种蛋白质多肽类、生物胺类和非蛋白物质组成的混合物。
其中约占蜂毒干重的50%的蜂毒肽(Melittin)是蜂毒中的重要活性成分。
根据部分C-末端氨基酸残基所存在的差异,可将蜂毒肽分为蜂毒肽-1和蜂毒肽-2两种类型。
其中蜂毒肽-1由26个氨基酸残基构成,分子式为C131H229N39O31,分子量为2.84kD[1]。
蜂毒肽-1构成成分中,赖氨酸、精氨酸等碱性氨基酸比例较大,所占比例为23.1%。
进一步作蜂毒肽等电点测定可确定其pI>7[2]。
此外,蜂毒肽具有的两亲性主要来自于多肽链中特定的氨基酸排列顺序,即非极性、疏水性以及中性氨基酸主要集中于N-末端,而亲水性和碱性氨基酸则大部分位于C-末端。
在水溶液中蜂毒肽由于单体空间位阻所限,往往趋于形成以四聚体为主的寡聚体。
就功能而言,蜂毒肽具有潜在膜活性,其寡聚体可在细胞膜上形成亲水性小孔干扰磷脂双分子层的完整性,使胞内物质渗漏造成渗透压改变,继而导致细胞组织的溶解。
研究发现蜂毒肽浓度与其同体细胞结合能力在一定范围内呈正相关关系,高浓度四聚体的蜂毒肽具有较明显的细胞杀伤作用。
由于蜂毒肽无序蛋白具有自发组装四聚体的物化性质以及其独特的作用机制,在临床具体应用中蜂毒肽表现出具抗菌、抗感染、抗肿瘤、抗病毒等生理效应,其中抗肿瘤作用更是成为近年来研究热点。
2蜂毒肽抗肿瘤机制蜂毒肽抗肿瘤作用的具体机制主要表现在对肿瘤细胞的直接杀伤效应,诱导肿瘤细胞发生损伤和凋亡,影响肿瘤细胞的生物学行为,改变肿瘤细胞生存环境和免疫调节作用等方面,以下分点论述。
蜂毒多肽空间稳定免疫脂质体的制备及体外对肿瘤细胞的选择性蜂毒是工蜂毒腺和附腺分泌出的具有芳香气味的一种透明毒液,贮存在毒囊中,蛰刺时由蛰针排出。
其化学成分比较复杂,包括多肽类、酶类和非肽类物质。
主要有效成分是蜂毒素、蜂毒神经肽、磷脂酶A、透明质酸酶、多巴胺和组织胺等。
其中,蜂毒素足蜜蜂毒的主要成分,约占蜂毒千重的50%。
蜂毒素具有很高的生物活性,现代药理研究表明它具有抗炎、镇痛、抑制血小板凝集、抗艾滋病及抗肿瘤等多种作用。
近年来,有关蜂毒的抗肿瘤作用及其潜在的临床应用价值日益引起人们的重视。
1抗肿瘤作用机制1.1 直接杀伤肿瘤细胞张氏等应用胡蜂毒素对小鼠肿瘤模型( S ) 进行肿瘤杀伤作用和治疗作用的实验研究,发现胡蜂毒对小鼠肿瘤细胞有直接杀伤作用和一定的治疗作用。
蜂毒主要活性成分蜂毒素体外对多种实验性肿瘤有具杀伤作用,并且l/μmol/L浓度的蜂毒素,阻止肿瘤细胞的增生,而不抑制正常细胞的生长和克隆率。
通常认为蜂毒素使细胞线粒体膜溶解,使细胞的正常呼吸受到抑制,因而肿瘤组织氧化磷酸化的过程受到抑制,氧化功能被破坏,导致目肿瘤组织生长抑制。
1.2 免疫调节作用1909年,Paulehrlich提出了免疫反应是机体对抗肿瘤的主要机制的概念。
一般来说,人体免疫系统主要有三方面的功能,即防御病原微生物感染的防护功能、消除体内“杂质”的自我稳定功能和对自身或受外界刺激所产生的各类变异细胞进行识别和杀灭的免疫监管功能。
要实现上述功能,就必须使免疫系统处于相对平衡的稳定状态,一旦平衡破坏,就可能导致疾病发生。
其中,免疫监管功能与肿瘤的发生和发展有着密切的关系。
国外早有研究报道蜂毒素参与抗肿瘤T细胞应答。
朱氏等的研究表明,蜂毒0.32、0.63 mg/kg能增加加s 肉瘤鼠T淋巴细胞酯酶阳性染色率,表明具有增强T淋巴细胞功能的作用。
蜂毒0.32mg/kg 能增强s肉瘤鼠网状内皮系统(RES对碳粒廓清能力,具有增强RES单核巨噬细胞的吞噬功能作用。
可系统性给药的蜂毒肽脂质纳米颗粒及其抗黑色素瘤作用研究蜂毒肽,作为蜂毒的主要成分,是一种具有α螺旋结构的两亲性多肽。
蜂毒肽在疾病治疗上有广泛的应用,具有抗炎、镇痛、抗菌、抗病毒、抗辐射和降血压等作用。
蜂毒肽应用于肿瘤治疗具有独特优势,能够在质膜上打孔造成细胞裂解死亡,从而避开了肿瘤的耐药性问题。
然而,蜂毒肽自身存在的溶血性问题、非特异性作用以及易被代谢降解等缺点,严重阻碍了其在抗肿瘤方面的临床应用。
如何在活体内安全有效地运输蜂毒肽抵达肿瘤组织而不产生毒副作用,仍是极具挑战的难题。
本文采用以仿HDL多肽脂质纳米颗粒为基础的运载方法,有效地解决了蜂毒肽在活体肿瘤治疗中存在的溶血问题,并延长了其在体内的循环周期,而且实现了在肿瘤区域特异性地释放,主要取得了以下研究结果:(1)发明了一种新型的含蜂毒肽的功能性杂化多肽α-melittin。
它是由蜂毒肽与一条α螺旋结构的载脂蛋白模拟肽(α-peptide)通过共价连接而成。
α-melittin在保留了蜂毒肽的自发形成多聚体和裂解细胞等属性的基础上,具有更强的磷脂亲和力以及α螺旋结构形成能力。
与α-peptide相比,α-melittin具有更强大的粒径控制力,能够将磷脂形成的纳米颗粒粒径控制在10nm左右甚至更小,同时具有很高的包封率(>80%)。
(2)利用α-melittin合成的脂质纳米颗粒α-melittin-NP,实现了活体内蜂毒肽的安全有效递送。
α-melittin-NPs是一种粒径在14nm左右,分散性良好的球形纳米颗粒,其核心可以同时运载疏水性分子。
α-melittin-NPs性质稳定,在血清和血浆等生理溶液中仍然保持稳定的纳米结构。
凭借蜂毒肽与α-peptide羧基端疏水性氨基酸的连接设计以及α-melittin与磷脂层的强力结合,α-melittin-NPs有效地隐藏了蜂毒肽的阳离子电荷(21.33±1.64mV),表现为近中性纳米颗粒(2.45±0.56mV)。
蜂毒肽@ZIF-8 纳米载药体系的构建及抗肿瘤活性研究天然生物毒素蜂毒肽 (Melittin,MLT )为蜂毒的主要成分, 是一种由26 个氨基酸组成的两亲性多肽, 具有广泛的药理作用, 如抗炎、抗菌、抗病毒、抗辐射、抗肿瘤等。
蜂毒肽在抗肿瘤方面具有独特的优势, 它可以直接攻击肿瘤细胞, 通过裂解肿瘤细胞膜来增加细胞膜的间隙, 破坏磷脂膜的完整性,使得细胞内容物外溢, 引起细胞死亡。
同时, 研究说明蜂毒肽经过胞内递送后还可通过类似的方式作用于胞内细胞器, 诱导生化变化或转录调节, 它对肿瘤细胞的多种功能均可产生影响,包括抑制增殖、诱导凋亡、抑制转移和血管生成及阻滞细胞周期等, 为未来的肿瘤治疗提供了广阔的前景。
然而, 蜂毒肽强烈的溶血性和非特异性细胞毒性, 以及易变性、体内降解快、半衰期短等问题均严重阻碍了其临床应用。
因此,如何做到减毒增效,将蜂毒肽有效递送至肿瘤组织, 并降低其对正常组织细胞的毒性, 对于其临床应用具有重要意义。
纳米载药体系能够有效发挥材料对药物的保护作用, 协助药物跨越黏膜屏障, 通过高通透性和滞留( Enhanced permeability and retention,EPR )效应增强药物在靶点部位的累积, 改变药物在体内的分布, 减少系统性毒性, 目前已成为现代药物研究的重要方向。
金属有机框架(Metal - organic frameworks,MOFs)是一种新兴的多孔杂化材料,与传统的纳米材料比拟,MOFs具有可调节的组成和拓扑结构、高度有序的孔隙、大的外表积以及优良的物理和化学性质,被广泛用于催化、化学传感、气体吸附等多个领域, 尤其在药物装载和输送方面备受关注。
沸石咪唑酯骨架-8(Zeolitic imidazolate frameworks-8,ZIF-8 )是MOF材料中最具有代表性的一种,其骨架结构是由金属Zn离子与二甲基咪唑中的N原子相连形成的四面体结构。
文章编号:1673 ̄2995(2018)06 ̄0462 ̄03综㊀述蜂毒肽抗肿瘤作用机制研究进展王智传ꎬ陈㊀琪ꎬ刘㊀欣ꎬ谢相红ꎬ姜小凡ꎬ朱文赫∗㊀(吉林医药学院ꎬ吉林吉林㊀132013)摘㊀要:蜂毒肽是蜂毒的主要功能物质ꎬ是一种水溶性阳离子两亲性多肽ꎬ具有很高的生物活性ꎮ蜂毒肽具有多种药理作用ꎬ比如抗炎㊁镇痛㊁抗菌㊁抗病毒㊁抗肿瘤等ꎬ具有很大的潜在药用价值ꎮ近年来ꎬ蜂毒肽在抗肿瘤方面作用一直是研究热点ꎮ本文主要对蜂毒肽的抗肿瘤作用的机制做了如下总结ꎮ关㊀键㊀词:蜂毒肽ꎻ抗肿瘤ꎻ凋亡ꎻ免疫调节中图分类号:R285㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀蜂毒是一种由工蜂毒腺和副腺分泌的毒液ꎬ主要含有蛋白质多肽类㊁酶类㊁生物胺类和其他物质ꎮ蜂毒肽是蜂毒中的主要功能物质ꎬ约占蜂毒干重的50%ꎬ是一种水溶性阳离子两亲多肽ꎮ蜂毒肽是由26个氨基酸残基组成的多肽ꎬ分子量为2840ꎮ蜂毒肽具有多种药理作用ꎬ比如蜂毒肽具有抗炎㊁镇痛作用ꎬ可以有效地治疗类风湿关节炎ꎬ对关节起保护作用[1]ꎮ蜂毒肽也具有抗菌作用ꎬ在体外ꎬ蜂毒肽对MRSA菌株的作用比对其他革兰阳性菌更为显著ꎬ更利于增强MRSA诱导的伤口的愈合[2]ꎮ蜂毒肽还具有抗病毒作用ꎬ其对艾滋病病毒具有杀伤作用等[3]ꎮ此外ꎬ其对肿瘤细胞的毒性作用更是引起了学者的注意ꎬ本文将蜂毒肽抗肿瘤作用的机制做了一个大致的总结ꎮ1㊀直接杀伤肿瘤细胞蜂毒肽作为单体在中性水溶液中是以随机的卷曲结构存在的ꎬ而随着pH值以及离子强度的增高ꎬ蜂毒肽自我交联ꎬ形成螺旋的四聚体结构[4]ꎮ有研究发现在不同的溶液中蜂毒肽的螺旋结构区域及螺旋间的角度是不同的ꎮ螺旋结构中螺旋的表面是前21个极性的氨基酸ꎬ螺旋的另一面是非极性氨基酸ꎮ这个两亲性是膜结合肽和膜蛋白跨膜螺旋的特征ꎮ这个特征决定了蜂毒肽容易融入和破坏天然的和合成的磷脂双分子层ꎬ从而抑制细胞生长发育ꎬ对肿瘤细胞有强烈的细胞毒素作用ꎮ因为蜂毒肽是破坏细基金项目:吉林省教育厅 十三五 科学技术项目(JJKH20170419KJ)ꎻ2016年国家级大学生创新创业训练计划项目(201613706018).作者简介:王智传(1997 )ꎬ男(汉族)ꎬ本科生.通讯作者:朱文赫(1984 )ꎬ男(汉族)ꎬ副教授ꎬ博士.胞膜而导致细胞的死亡ꎬ所以它不用进入细胞ꎬ在细胞外即可显示出其破坏肿瘤细胞毒性ꎮ郭炬等[5]学者在研究蜂毒肽对LNcap细胞的抑制作用中ꎬ发现蜂毒肽对LNcap细胞有很强的抑制作用ꎬ且蜂毒肽的浓度越高对癌细胞的抑制率越高ꎮ2㊀诱导肿瘤细胞凋亡细胞凋亡是一个细胞自杀程序ꎬ包含一系列形态学和生物化学的变化ꎬ绝大多数疾病的发病机理与细胞凋亡有关ꎮ诱导细胞凋亡的途径主要有内质网途径(如Ca2+通道的影响)ꎬ线粒体凋亡途径ꎬ死亡受体途径和其他因素(如肿瘤细胞的放射敏感性)ꎮ2.1㊀Ca2+通道的影响当Ca2+从内质网中被释放进入细胞质后会激活内质网附近的calpainꎬ然后作用于胱天蛋白酶12(caspases ̄12)使之活化并释放入细胞质ꎬ从而诱导细胞凋亡ꎮ蜂毒肽能够增加细胞膜对离子的渗透能力ꎬ尤其是Na+和Ca2+ꎮCa2+可以携带信号激活细胞来执行其程序功能ꎮSARIS[6]研究发现钙超载可以诱导细胞凋亡ꎬ并且是由多种细胞建立起来的ꎮCHU等[7]研究发现蜂毒素在人骨瘤细胞MG63中能够通过L型Ca2+通道诱导Ca2+内流ꎬ使细胞内Ca2+浓度升高ꎬ导致细胞裂解从而引起MG63细胞凋亡ꎬ而且Ca2+内流不依赖于蛋白激酶C和磷脂酶A2的活性ꎮ2.2㊀线粒体凋亡途径细胞凋亡调控的活动中心是线粒体ꎬ线粒体在凋亡因子的刺激下释放出细胞色素C等促凋亡因子ꎬ促凋亡因子再激活细胞内凋亡蛋白酶caspasesꎬ活化后的caspases又反过来作用于线粒体ꎬ促进其释放细胞色素C[8]ꎮBcl ̄2家族蛋白可以调节线粒体通透性转换孔ꎬ进而调节细胞色素C从线粒体释放到胞浆ꎬ264 第39卷㊀第6期2018年12月㊀㊀吉㊀林㊀医㊀药㊀学㊀院㊀学㊀报Journal㊀of㊀Jilin㊀Medical㊀University㊀㊀Vol.39㊀No.6Dec.2018㊀㊀并且在细胞凋亡调控中起关键作用ꎮ李玉梅[9]等研究发现ꎬ蜂毒素能够诱导U2OS细胞凋亡ꎬ并且可以促使U2OS细胞抗凋亡蛋白Bcl ̄2及Bax蛋白表达发生变化ꎬBax/Bcl ̄2比率变化ꎬ先激活caspases ̄9ꎬ再激活caspases ̄3ꎬ最后诱导细胞发生凋亡ꎮ张晨[10]用不同浓度的蜂毒素处理BEL ̄7402细胞后ꎬ细胞线粒体膜蛋白7A6表达率均有所上升ꎬ且表达率随着蜂毒素浓度的升高而升高ꎬ对肝癌细胞凋亡具有促进作用ꎮ2.3㊀死亡受体途径死亡受体介导细胞凋亡的途径主要是通过跨膜受体将信号从胞外传到胞内ꎬ衔接蛋白和受体结合后ꎬ执行蛋白再与衔接蛋白结合ꎬ从而诱导细胞凋亡ꎮ其途径主要包括活化诱导的肿瘤坏死因子受体㊁肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TNF ̄relatedapoptosis ̄inducingligandꎬTRAIL)和FAS/FASLꎮ张晨[10]用蜂毒素处理BEL ̄7402细胞后ꎬ根据RT ̄PCR扩增结果发现蜂毒素对细胞凋亡相关的Fas蛋白产生影响ꎬ初步认为蜂毒素对BEL ̄7402细胞的诱导凋亡与Fas蛋白表达有关ꎮ汪晨[11]等学者通过构建小鼠荷瘤模型发现蜂毒素可以促进人肝癌细胞对TRAIL的敏感性ꎬ能够通过增强激活钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ ̄转化生长因子β活化激酶1 ̄促分裂原活化的蛋白激酶激酶 ̄JNK/p38信号通路并抑制核因子κB抑制蛋白激酶 ̄核因子κB信号通路的方式协同TRAIL诱导人肝癌细胞的凋亡ꎮ2.4㊀提高肿瘤细胞的放射敏感性放射治疗和化疗是治疗肿瘤的重要手段ꎮ一般来说ꎬ肿瘤放射性治疗的效果和放射敏感性有关ꎬ即放射敏感性强的治疗效果好ꎬ放射性敏感差的治疗效果差ꎮ国外学者[12]研究发现蜂毒肽可以增强食管癌的放射敏感性ꎬ导致其在体外和体内的凋亡作用增强ꎮ学者认为蜂毒肽和辐射诱导的细胞凋亡可能是通过Bax/Bcl ̄2途径激活ꎬ因而得出蜂毒肽介导的放射增敏作用可能部分是由于Bcl ̄2蛋白的调节ꎮ杨曦[13]对鼻咽癌CNE ̄2细胞接受不同剂量的X线放射后ꎬ发现联用蜂毒肽后的常氧组和乏氧组较之前的细胞存活分数值均有显著降低ꎮ蜂毒肽在CNE ̄2常氧和乏氧细胞中的增敏比分别为1.07和1.13ꎬ并且蜂毒肽能够增加常氧和乏氧CNE ̄2细胞照射后的细胞总凋亡率ꎮ因此ꎬ蜂毒肽可以有效地提高肿瘤细胞的放射敏感性ꎬ促进肿瘤细胞的诱导凋亡ꎮ3㊀抑制肿瘤细胞的侵袭和转移血管是肿瘤细胞侵袭和转移的重要渠道之一ꎬ肿瘤细胞可以通过血管流向全身各处ꎮ因此ꎬ我们可以通过抑制肿瘤相关血管的生成来抑制肿瘤细胞的侵袭和转移ꎮ国外学者[14]研究发现蜂毒肽能够抑制血管内皮生长因子A诱导Lewis肺癌体内肿瘤的生长和肿瘤相关血管的生成ꎬ而且这种抑制血管内皮生长因子A诱导增殖和毛细分化没有细胞毒性ꎬ与血管内皮生长因子2和环氧化酶 ̄2通过促分裂原活化的蛋白激酶信号通路有关ꎮ侵袭和转移的生物学过程中需要破坏细胞外基质ꎮ因此ꎬ细胞外基质降解化酶如基质金属蛋白酶成为了肿瘤侵袭转移调控的重要药物靶标ꎮPARK[15]研究表明蜂毒肽可以通过抑制基质金属蛋白酶 ̄9表达来抑制佛波酯刺激的癌细胞侵袭ꎬ而基质金属蛋白酶 ̄9表达的抑制是由于蜂毒肽抑制磷酸化细胞外调节蛋白激酶(extracellularreg ̄ulatedproteinkinaseꎬERK)和磷酸化Jun水平导致影响了AP ̄1和核因子κBꎮ从而表明ꎬ蜂毒肽可以通过防止细胞外基质的降解来抑制癌细胞的侵袭和转移ꎮLIU[16]研究表明Rac1是体内和体外肝癌细胞转移的关键调节剂ꎮJun通路是Rac1依赖通路之一ꎬ而蜂毒素可以通过抑制Jun通路很大程度上抑制细胞的运动ꎬ从而防止体内肝癌细胞的转移ꎮ4㊀免疫调节作用T细胞调节是人体内细胞免疫调节的重要部分ꎬ在T细胞调节中存在一个重要的平衡即辅助性T细胞1(helperTcellꎬTh1)/Th2平衡ꎬTh1细胞分泌的γ ̄干扰素具有抗肿瘤作用ꎬ而Th2细胞分泌的白细胞介素 ̄4(interleukinꎬIL ̄4)具有促进炎症作用ꎮ如果使Th1/Th2平衡向Th1倾斜ꎬ就可以提高T细胞的抗肿瘤作用ꎮNAM[17]等研究发现蜂毒可以通过上调T ̄bet选择性的诱导Th1细胞谱系的发展ꎬ增加Th1细胞的特异性细胞因子γ ̄干扰素的表达ꎮ而且这种作用是通过直接影响CD4+T细胞介导的ꎬ不依赖于任何抗原呈递细胞ꎮ王秋波[18]在对志愿者的蜂疗后发现机体的IL ̄2含量明显升高ꎬIL ̄4含量降低ꎬ导致Th1细胞功能的增强ꎬ对机体细胞免疫功能起正向调节的作用ꎮ熊浪平[19]等学者通过小鼠实验发现蜂毒肽在免疫细胞激活的状态下可以上调Th1比例和γ ̄干扰素浓度ꎬ下调IL ̄4浓度对免疫细胞产生影响ꎬ从而可以提高抗肿瘤作用ꎮ364第6期㊀王智传ꎬ等.蜂毒肽抗肿瘤作用机制研究进展5㊀展㊀望近年来ꎬ蜂毒肽在抗肿瘤方面取得了很多进展ꎬ但是蜂毒肽本身也存在着很多问题ꎮ比如蜂毒肽的来源及分离纯化较困难ꎬ蜂毒肽自身的溶血性问题和非特异性作用等ꎬ这些问题严重阻碍了蜂毒肽在抗肿瘤方面的进一步发展和临床上的应用ꎮ黄川[20]等学者利用仿高密度脂蛋白多肽脂质纳米颗粒作为蜂毒肽的运载体ꎬ通过将蜂毒肽隐藏在单层磷脂分子层内ꎬ有效地解决了蜂毒肽自身的溶血性问题和非特异性作用ꎮ国外学者[21]研究出了一种新型融合蛋白melittin ̄mhil ̄2ꎬ其与人类白细胞介素突变基因和蜂毒肽有关ꎮ它可以直接抑制人卵巢癌SKOV3体内和体外肿瘤的生长ꎬ相比于原先的蜂毒肽ꎬ增强了其抗肿瘤活性ꎮ总之ꎬ随着学者对蜂毒肽越来越多的重视和研究ꎬ蜂毒肽本身存在的问题及缺点终会得到良好的解决ꎬ蜂毒肽将被广泛地应用于临床ꎬ成为更加有效的抗肿瘤药物ꎮ参考文献:[1]㊀李晶华ꎬ王晓华ꎬ王宗仁ꎬ等.蜂毒肽大鼠足三里微量注射的抗炎㊁镇痛作用研究[J].陕西中医学院学报ꎬ2012ꎬ35(4):74 ̄76.[2]㊀CHOIJHꎬJANGAYꎬLINSꎬetal.Melittinꎬahoneybeevenom ̄derivedantimicrobialpeptideꎬmaytargetmethicilil ̄lin ̄resistantStaphylococcusaureus[J].MolMedRepꎬ2015ꎬ12(5):6483 ̄6490.[3]㊀HOODJLꎬJALLOUKAPꎬCAMPBELLNꎬetal.CytolyticnanoparticlesattenuateHIV ̄1infectivity[J].AntivirTherꎬ2013ꎬ18(1):95 ̄103.[4]㊀GLATTLIAꎬCHANDRASEKHARIꎬGUNSTERENWF.Amoleculardynamicsstudyofthebeevenommelittinina ̄queoussolutionꎬinmethanolꎬandinsertedinaphospholipidbilayer[J].EurBiophysJꎬ2006ꎬ35(3):255 ̄267. [5]㊀郭炬ꎬ曹润福ꎬ余兴维ꎬ等.重组蜂毒肽对前列腺癌细胞的抑制实验研究[J].临床医药文献电子杂志ꎬ2014ꎬ1(8):1296 ̄1297.[6]㊀SARISNEꎬCARAFOLIE.Ahistoricalreviewofcellularcalciumhandlingꎬwithemphasisonmitochondria[J].Bio ̄chemistry(Mosc)ꎬ2005ꎬ70(2):187 ̄194. [7]㊀CHUSTꎬCHENGHHꎬHUANGCJꎬetal.PhospholipaseA2 ̄independentCa2+entryandsubsequentapoptosisin ̄ducedbymelittininhumanMG63osteosarcomacells[J].LifeSciꎬ2007ꎬ80(4):364 ̄369.[8]㊀朱玉山ꎬ陈俭.线粒体与细胞凋亡调控[J].生命科学ꎬ2008ꎬ20(4):506 ̄513.[9]㊀李玉梅ꎬ顾伟ꎬ高启龙ꎬ等.蜂毒素对人成骨肉瘤细胞体外增殖抑制作用的机制探讨[J].江苏中医药ꎬ2008ꎬ40(3):85 ̄87.[10]㊀张晨ꎬ李柏ꎬ吕书勤ꎬ等.蜂毒素对人肝癌细胞线粒体膜蛋白7A6和凋亡相关基因产物Fas及其配体FasL表达的影响[J].中西医结合学报ꎬ2007ꎬ5(5):559 ̄563. [11]㊀汪晨.蜂毒素协同TRAIL诱导人肝细胞癌细胞凋亡的实验研究[D].上海:第二军医大学ꎬ2009.[12]㊀ZHUHCꎬYANGXꎬLIUJꎬetal.Melittinradiosensitizesesophagealsquamouscellcarcinomawithinductionofap ̄optosisinvitroandinvivo[J].TumorBiolꎬ2014ꎬ35(9):8699 ̄8705.[13]㊀杨曦.乏氧诱导因子 ̄1α抑制剂盐酸小檗碱和蜂毒肽对乏氧肿瘤细胞放射敏感性的影响及机制研究[D].南京:南京医科大学ꎬ2016.[14]㊀HUHJEꎬKANGJWꎬNAMDꎬetal.MelittinsuppressesVEGF ̄A ̄inducedtumorgrowthbyblockingVEGF ̄2andtheCOX ̄2 ̄mediatedMAPKsignalingpathway[J].JNatProdꎬ2012ꎬ75(11):1922 ̄1929.[15]㊀PARKJHꎬJEONGYJꎬPARKKKꎬetal.Melittinsup ̄pressesPMA ̄inducedtumorcellinvasionbyinhibitingNF ̄kappaBandAP ̄1 ̄dependentMMP ̄9expression[J].MolCellsꎬ2010ꎬ29(2):209 ̄215.[16]㊀LIUSJꎬYUMꎬHEYꎬetal.MelittinpreventslivercancercellmetastasisthroughinhibitionoftheRac1 ̄dependentpathway[J].Hepatologyꎬ2008ꎬ47(6):1964 ̄1973. [17]㊀NAMSꎬKOEꎬPARKSKꎬetal.BeevenommodulatesmurineTh1/Th2lineagedevelopment[J].IntImmunop ̄harmacolꎬ2005ꎬ5(9):1406 ̄1411.[18]㊀王秋波ꎬ鲁迎年ꎬ臧云娟ꎬ等.蜂毒的免疫调节机制研究[J].中国免疫学杂志ꎬ2000ꎬ16(10):542 ̄544. [19]㊀熊浪平ꎬ贺守第ꎬ关彤ꎬ等.蜂毒肽对成熟树突细胞诱导T细胞分化的免疫调节的影响[J].天然产物研究与开发ꎬ2017ꎬ29(11)ꎬ1813 ̄1817.[20]㊀黄川.可系统性给药的蜂毒肽脂质纳米颗粒及其抗黑色素瘤作用研究[D].武汉:华中科技大学ꎬ2015. [21]㊀LIUMJꎬZHONGJBꎬLIUZMꎬetal.Anovelmelittin ̄Mhil ̄2fusionproteininhibitsthegrowthofhumanovariancancerSKOV(3)cellsinvitroandinvivotumorgrowth[J].CancerImmunolImmunotherꎬ2003ꎬ62(5):889 ̄895.(收稿日期:2017 ̄09 ̄11)㊀㊀464 吉林医药学院学报㊀2018年12月㊀第39卷。
蜂毒素抗肿瘤作用机制的研究进展
余昕;苏永华
【期刊名称】《中医药导报》
【年(卷),期】2017(23)17
【摘要】蜂毒素对多系统肿瘤细胞均有杀伤作用,其机制主要是通过破坏细胞膜及影响细胞内外离子浓度从而对肿瘤细胞直接杀伤,干扰细胞周期以抑制肿瘤细胞增殖、通过调控相关凋亡基因和蛋白来促进肿瘤细胞凋亡及在肿瘤生长环境下通过调控血管内皮生长因子来抑制肿瘤血管生成等多种途径。
蜂毒素作为抗癌药物是极有潜力的,其抗癌作用机制多样,能多靶点的遏制肿瘤生长繁殖的各个途径,若对其进行更为深入的研究,必将为抗肿瘤新药的研制与开发提供新的思路和动力。
【总页数】5页(P103-107)
【关键词】蜂毒素;肿瘤;综述
【作者】余昕;苏永华
【作者单位】第二军医大学长海医院
【正文语种】中文
【中图分类】R273
【相关文献】
1.多靶点鬼臼毒素新衍生物 CCP-1抗肿瘤多药耐药作用机制研究 [J], 张元;王火;牛聪;曹波;陈虹
2.鬼臼毒素类的化学与抗肿瘤活性研究Ⅸ.4-(芳甲亚胺基)及4-烷胺基-4-脱氧-4'去
甲表鬼臼毒素衍生物的合成和抗肿瘤活性 [J], 王志光
3.现代斑蝥毒素抗肿瘤作用机制的研究进展 [J], 王子函;李永吉;辛丽丽;吕邵娃
4.柴胡皂苷D抗肿瘤作用机制研究进展 [J], 程海霞;段清珍
5.葫芦素B抗肿瘤作用机制研究进展 [J], 汪小莉;李华;李东;徐成;林冰雪;阳泰;张涛因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
蜂毒肽抗肿瘤作用研究进展
侯世豪;杨波;韦忠恒
【期刊名称】《右江医学》
【年(卷),期】2022(50)4
【摘要】癌症仍然是威胁人类生命安全最可怕的疾病之一,预计2040年全球新发癌症将比2020年增加47%[1]。
目前针对癌症的治疗手段,在一些早中期阶段的癌症中有所建树,对于伴有转移或复发阶段的癌症疗效欠佳[2]。
在广泛的研究中,蜂毒
[3]在多种恶性肿瘤中显示出抑癌作用,蜂毒肽是蜂毒的主要活性成分和抗肿瘤成分
[4]。
本文就蜂毒肽的抗肿瘤作用机制进行综述,并重点阐述蜂毒肽联合放、化疗及靶向治疗的优势和临床应用中面临的挑战和前景。
【总页数】4页(P300-303)
【作者】侯世豪;杨波;韦忠恒
【作者单位】右江民族医学院附属医院肿瘤科;右江民族医学院研究生学院
【正文语种】中文
【中图分类】R73
【相关文献】
1.蜂毒肽抗肿瘤作用机制研究进展
2.蜂毒肽抗肿瘤作用机制研究进展
3.蜂毒肽药理作用的研究进展
4.蜂毒肽抗肿瘤作用研究进展
5.蜂毒肽抗炎作用及机制的研究进展
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蜂毒肽@ZIF-8纳米载药体系的构建及抗肿瘤活性研究
天然生物毒素蜂毒肽(Melittin,MLT)为蜂毒的主要成分,是一种由26个氨基酸组成的两亲性多肽,具有广泛的药理作用,如抗炎、抗菌、抗病毒、抗辐射、抗肿瘤等。
蜂毒肽在抗肿瘤方面具有独特的优势,它可以直接攻击肿瘤细胞,通过裂解肿瘤细胞膜来增加细胞膜的间隙,破坏磷脂膜的完整性,使得细胞内容物外溢,引起细胞死亡。
同时,研究表明蜂毒肽经过胞内递送后还可通过类似的方式作用于胞内细胞器,诱导生化变化或转录调节,它对肿瘤细胞的多种功能均可产生影响,包括抑制增殖、诱导凋亡、抑制转移和血管生成及阻滞细胞周期等,为未来的肿瘤治疗提供了广阔的前景。
然而,蜂毒肽强烈的溶血性和非特异性细胞毒性,以及易变性、体内降解快、半衰期短等问题均严重阻碍了其临床应用。
因此,如何做到减毒增效,将蜂毒肽有效递送至肿瘤组织,并降低其对正常组织细胞的毒性,对于其临床应用具有重要意义。
纳米载药体系能够有效发挥材料对药物的保护作用,协助药物跨越黏膜屏障,通过高通透性和滞留(Enhanced permeability and retention,EPR)效应增强药物在靶点部位的累积,改变药物在体内的分布,减少系统性毒性,目前已成为现代药物研究的重要方向。
金属有机框架(Metal–organic frameworks,MOFs)是一种新兴的多孔杂化材料,与传统的纳米材料比较,MOFs具有可调节的组成和拓扑结构、高度有序的孔隙、大的表面积以及优良的物理和化学性质,被广泛用于催化、化学传感、气体吸附等多个领域,尤其在药物装载和输送方面备受关注。
沸石咪唑酯骨架-8(Zeolitic imidazolate frameworks-8,ZIF-8)是MOFs材料中最具有代表性的一种,其骨架结构是由金属Zn离子与二甲基咪唑中的N原子相连形成的四面体结
构。
除了具备MOFs的优势外,ZIF-8还具有更好的载药能力、更高的热稳定性、化学稳定性、良好的生物相容性以及灵敏的pH响应性,它在中性生理条件下结构保持稳定,而在肿瘤组织弱酸性的细胞环境中发生分解,使负载药物在肿瘤部位实现可控、精准释放,满足新型纳米载药体系在载药量、稳定性及药物释放等多方面的要求。
利用纳米载体递送的方法被认为是改善蜂毒肽癌症治疗效果的最佳策略之一。
因此,本研究选择ZIF-8纳米材料作为蜂毒肽的载体材料构建纳米载药体系,实现其减毒增效治疗。
本研究主要包括以下三方面工作:1.蜂毒肽@ZIF-8纳米粒的制备及表征本研究建立了蜂毒肽@ZIF-8纳米粒(MLT@ZIF-8 NPs)在水体系中“一锅搅拌法”的绿色制备方法,并通过SEM、TEM、DLS测定等表征手段证实得到的纳米粒为规则的菱形十二面体结构,分散性好,单分散纳米粒的粒径尺寸均在100 nm左右;通过PXRD、红外、表面电势测定等方法确定了ZIF-8晶体的成功合成和蜂毒肽的有效载入;通过TGA和BCA蛋白测定法确定MLT@ZIF-8 NPs中蜂毒肽的载药量为6.9%,包封率为25.5%;MLT@ZIF-8 NPs在不同pH条件下的药物释放实验结果显示,MLT@ZIF-8 NPs在中性生理条件(pH 7.4)下能够保持稳定,而在模拟肿瘤细胞内部的微酸性环境(pH 6.8和5.5)中,药物释放率明显升高,说明ZIF-8材料具备优良的pH敏感性,能够在微酸性的环境中发生崩解,有效释放负载药物;MLT@ZIF-8 NPs在室温水溶液和37<sup>o</sup>C模拟生理条件下(含有10%FBS的PBS缓冲液)的稳定性测试结果显示,MLT@ZIF-8 NPs在这两种溶液中的粒径和聚合物分散指数(PDI)在7天内均保持基本不变,说明
MLT@ZIF-8 NPs具有良好的尺寸稳定性,这对于纳米粒的储存和实际应用具有重
要意义;体外溶血实验结果显示,游离蜂毒肽自身具有很强的溶血性,在8μg/mL 的给药浓度下即可引起约90%的溶血,而MLT@ZIF-8 NPs负载的蜂毒肽浓度达128μg/mL时,仍然具有较低的溶血活性(8%),说明利用ZIF-8纳米材料包封的方法能够有效降低蜂毒肽对红细胞的溶血活性,减少其对正常组织细胞的非特异性细胞毒性,提高药物体内递送的安全性。
2.蜂毒肽@ZIF-8纳米粒体外抗肿瘤活性评价及机制研究为评价MLT@ZIF-8 NPs的体外抗肿瘤作用,本研究采用MTT测定法检测了MLT@ZIF-8 NPs对肿瘤细胞增殖活性的影响。
结果表明,与游离蜂毒肽相比,装载等量蜂毒肽的MLT@ZIF-8 NPs对于两种肿瘤细胞(A549细胞和HeLa细胞)的增殖均显示出更强的抑制作用,其中MLT@ZIF-8 NPs和游离蜂毒肽对于A549细胞增殖抑制的IC<sub>50</sub>值分别为6.7和8.2μg/mL,二者对于HeLa细胞的IC<sub>50</sub>值分别为4.2和4.8μg/mL,说明将蜂毒肽载入ZIF-8框架结构内制成纳米药物能够有效增强其体外抗肿瘤活性;通过激光共聚焦显微镜和流式细胞术检测纳米粒体外细胞摄取的实验结果表明,MLT@ZIF-8 NPs能够被A549肿瘤细胞有效摄取进入细胞内部,且细胞摄取行为呈现时间依赖性和剂量依赖性;通过激光共聚焦显微镜和流式细胞术检测纳米粒诱导细胞凋亡的实验结果表明,MLT@ZIF-8 NPs能够诱导A549细胞发生凋亡,且随着给药浓度的增加,细胞凋亡比例明显升高,而不同浓度的游离蜂毒肽作用于A549细胞后,细胞变化则以坏死为主,提示二者对于肿瘤细胞的作用机制有所不同;为了进一步探讨MLT@ZIF-8 NPs的抗肿瘤作用机制,本课题利用基因芯片技术分析MLT@ZIF-8 NPs作用于A549细胞后的基因表达变化情况,差异表达基因筛选结果显示,MLT@ZIF-8 NPs作用于肿瘤细胞后共产生3383个差异表达基因,其中上调表达的基因1945个,下调表达的基因1438个;对筛选出来的差
异基因进行Gene Ontology(GO)功能富集分析和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路富集分析,从而研究差异变化基因的作用网络,其中GO 富集分析从生物过程、细胞组成和分子功能三方面较全面地概括了差异表达基因的功能信息,KEGG通路富集分析结果显示差异表达基因富集最多的通路为Pathways in cancer(与癌症相关的通路),进一步对富集于Pathways in cancer 中的差异表达基因进行分析,发现在这些差异表达基因中包括p53和PI3K两个基因,结合KEGG富集分析结果,提示p53和AKT通路可能参与到MLT@ZIF-8 NPs对A549细胞增殖抑制作用的调控过程中;采用Western Blot检测MLT@ZIF-8 NPs 作用后A549细胞中p53和AKT通路相关蛋白的表达变化,结果显示,MLT@ZIF-8 NPs作用于肿瘤细胞后,p53蛋白表达上调,Cleaved caspase-3、Cleaved caspase-9、Cytc、Bax表达上调,Bcl-2表达下调,Bax/Bcl-2比例升高,PI3K和p-AKT蛋白表达下调,p-AKT/AKT比例降低,这与基因芯片分析结果一致,说明MLT@ZIF-8 NPs对A549肿瘤细胞增殖的抑制作用及诱导凋亡的分子机制可能与PI3K/Akt调节的p53信号通路相关。
3.蜂毒肽@ZIF-8纳米粒体内抗肿瘤作用研究本研究建立了两种荷瘤小鼠模型(免疫缺陷动物BALB/c裸鼠的A549皮下肿瘤模型和正常免疫力动物昆明鼠的U14皮下肿瘤模型)来评价MLT@ZIF-8 NPs的体内抑瘤作用,并通过血液生理生化指标检测评价纳米药物的体内安全性。
实验结果表明,MLT@ZIF-8 NPs在这两种荷瘤小鼠模型中均能够显著抑制体内肿瘤的生长,并且都显示出比游离蜂毒肽更好的抑瘤效果,其中,BALB/c裸鼠的A549皮下肿瘤模型中MLT@ZIF-8 NPs和蜂毒肽的抑瘤率分别为84%和59%,昆明鼠的U14皮下肿瘤模型中MLT@ZIF-8 NPs
和蜂毒肽的抑瘤率分别为71%和49%,说明将蜂毒肽载入ZIF-8框架结构内制成纳
米药物能够有效增强其体内抗肿瘤作用;两种荷瘤动物模型中各组小鼠的离体肿瘤组织病理切片结果显示,单独蜂毒肽给药组和MLT@ZIF-8 NPs给药组肿瘤切片均显现出不同程度的肿瘤组织坏死样改变,并且MLT@ZIF-8 NPs给药组肿瘤组织中死细胞最多,瘤体坏死程度最重,说明MLT@ZIF-8 NPs在体内治疗中对于肿瘤组织具有更强大的杀伤作用;生理生化指标检测结果显示,小鼠在MLT@ZIF-8 NPs
给药后不同时间点的血常规测试参数和血清生化指标检测结果均在正常范围内,与对照组相比无显著性差异,说明MLT@ZIF-8 NPs在当前给药剂量下无明显的毒副作用,不会影响主要脏器的正常功能,可以安全有效地用于体内抗肿瘤治疗。
综上,本研究以新型纳米多孔材料—ZIF-8材料作为蜂毒肽的药物递送载体,成功构建了pH响应型蜂毒肽@ZIF-8纳米载药体系。
通过将蜂毒肽载入ZIF-8框架结构内制成纳米药物,不仅很好地解决了蜂毒肽的溶血性和非特异性作用的问题,而且有效增强了其体内外抗肿瘤作用,MLT@ZIF-8 NPs的抗肿瘤作用机制可能与PI3K/Akt调节的p53信号通路相关。
本研究为蜂毒肽临床上作为抗癌药物的应用提供了新的思路和发展方向,也为开发其他生物毒素资源及开展它们的减毒增效研究奠定了基础。