納米科技在結(jié)腸癌中的新應(yīng)用.ppt

1,納米科技在結(jié)腸癌中的新應(yīng)用,Biological Science and Medical Engineering,郭明德11208116 楊文清11208120 2011.05.05,2,一、從世界范圍看：,結(jié)腸癌作為大腸癌的一種，是全世界第三大常見的惡性腫瘤 ，全世界男性結(jié)腸癌發(fā)病率最高者是夏威夷的日本人(37.15/10萬)，女性最高者是新西蘭人(30.46/10萬)；發(fā)展中國家的發(fā)病例數(shù)在世界范圍內(nèi)尚不足1/3，以印度及非洲的發(fā)病率最低，與發(fā)達(dá)國家相比其發(fā)病率相差10倍。,3,左圖為2008年統(tǒng)計(jì)的歐盟27個(gè)國家結(jié)腸癌發(fā)病率統(tǒng)計(jì)圖，右圖為結(jié)腸癌在美國不同人群中的發(fā)病率。,4,以英國為例自1975年至2008年以來結(jié)腸癌在男女人群中的發(fā)病率折線圖。,結(jié)腸癌在世界范圍內(nèi)的發(fā)病率,5,在中國，結(jié)腸癌發(fā)病率目前雖然還位列第五號(hào)腫瘤，但增長(zhǎng)的速度卻非?？欤绕涫窃谝恍┐蟪鞘?。這與生活水平提高、飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生改變密切相關(guān)。與上世紀(jì)90年代與70年代比，上海市男性結(jié)腸癌增加104%，女性增加99%，平均每年增加4%左右，其它大城市也基本如此。,二、從我國來看:,以上海市為例，1993年至1994年與1972年至1974年比較，男性結(jié)腸癌增加104%，女性結(jié)腸癌增加99%，每年增長(zhǎng)4%左右；在北京地區(qū)，1982年至1997年15年間，結(jié)腸癌男性標(biāo)化發(fā)病率分別上升53.30%、23.8%，女性分別上升16.9%、15.3%。1999年，中國男女結(jié)腸癌發(fā)病率分別為16.2/10萬及14.5/10萬?？傊?，上世紀(jì)90年代與70年代相比，結(jié)腸癌的發(fā)病率在城市上升31.95%，在農(nóng)村上升8.51%。,6,三、發(fā)病機(jī)理：,結(jié)腸癌是發(fā)生于結(jié)腸部位的常見的消化道惡性腫瘤，占胃腸道腫瘤的第3位。好發(fā)部位為直腸及直腸與乙狀結(jié)腸交界處。從流行病學(xué)的觀點(diǎn)看，結(jié)腸癌的發(fā)病和環(huán)境、生活習(xí)慣、尤其是飲食方式有關(guān)。,7,引發(fā)其病變的誘因大約可分為以下三種： （1） 飽和脂肪酸的飲食可增加結(jié)腸中膽汁酸與中性固醇的濃度，并改變大腸菌群的組成。膽汁酸經(jīng)細(xì)菌作用可生成3-甲基膽蒽等致癌物質(zhì)，固醇環(huán)也可經(jīng)細(xì)菌作用被芳香化而形成致癌物質(zhì)。食物纖維包括纖維素、果膠、半纖維素、木質(zhì)素等，吸收水分，增加糞便量，稀釋腸內(nèi)殘留物濃度，能夠縮短糞便通過大腸的時(shí)間而減少致癌物質(zhì)與腸粘膜接觸的時(shí)間，膳食纖維不足是結(jié)腸癌的發(fā)病因素之一。 （2） 由慢性大腸炎癥引發(fā)而來，如潰瘍性結(jié)腸炎的腸癌發(fā)生率高于一般人群，炎癥的增生性病變的發(fā)展過程中，常可形成息肉，進(jìn)一步發(fā)展為腸癌;克隆氏病時(shí)，有結(jié)腸、直腸受累者可引起癌變。以慢性血吸蟲病患者為例：,8,（3） 遺傳因素，近幾年來，有報(bào)告結(jié)腸癌陽性家族者，其發(fā)病率是一般人群的四倍，說明遺傳因素可能參與結(jié)腸癌的發(fā)病。有資料表明，世界結(jié)腸癌高發(fā)人群為白人，其次為黑人，亞洲人及美國印第安人發(fā)病率最低，故有人提出出結(jié)腸癌的發(fā)病率高低與人類的種族有關(guān)。,9,四、現(xiàn)在的治療方案及優(yōu)缺點(diǎn)：,10,五、我們組的立足點(diǎn)和創(chuàng)新：,到目前為止，對(duì)于結(jié)腸癌的治療手段可謂千差萬別，可無論是手術(shù)切除，放療，化療等等，歸根結(jié)底在于殺死癌細(xì)胞方面，然而目前的方法只局限對(duì)癌細(xì)胞的殺死層次，而不能防止結(jié)腸癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。故而轉(zhuǎn)移成為了結(jié)腸癌治療過程中的一大難點(diǎn)。 結(jié)腸癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移可分為：器官轉(zhuǎn)移、淋巴轉(zhuǎn)移、血行轉(zhuǎn)移、侵潤(rùn)與種植。 立足于防止結(jié)腸癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和殺死兩方面，本次研究從生物治療的角度，通過將三種納米顆粒，YH-16、HAP、As2O3通過表面修飾進(jìn)行偶聯(lián)，并利用HAP的良好的生物相容性將其作為載體，使得“防止結(jié)腸癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移”、“抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)”“促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞的凋亡”三個(gè)作用聯(lián)合起來，效果或者不是1+1=2這么簡(jiǎn)單，最后以血管內(nèi)皮細(xì)胞為位點(diǎn)，從而進(jìn)入機(jī)體后靶向作用于結(jié)腸癌細(xì)胞，發(fā)揮作用。,11,腫瘤生長(zhǎng)經(jīng)歷兩個(gè)階段：血管前期和血管期。在腫瘤血管前期，腫瘤細(xì)胞主要依賴彌散作用獲取營(yíng)養(yǎng)，當(dāng)腫瘤生長(zhǎng)至1-2mm3、細(xì)胞數(shù)達(dá)到107左右時(shí)，其繼續(xù)生長(zhǎng)就必須要由新生血管來提供足夠的氧氣及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。腫瘤新生血管不但為腫瘤生長(zhǎng)提供氧氣和營(yíng)養(yǎng)、帶走代謝產(chǎn)物，而且還通過旁分泌作用分泌促腫瘤生長(zhǎng)因子，從而促使腫瘤生長(zhǎng)加快。腫瘤細(xì)胞分泌的VEGF、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子等促血管生長(zhǎng)因子亦可促進(jìn)腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖。同時(shí)，腫瘤細(xì)胞還可通過新生血管向周圍組織浸潤(rùn)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，在繼發(fā)部位形成轉(zhuǎn)移灶，而轉(zhuǎn)移灶的繼續(xù)生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移仍然需要新生血管，且新生血管對(duì)轉(zhuǎn)移灶的形成比原發(fā)灶更為重要。因此可通過干擾或阻斷腫瘤新生血管形成而達(dá)到治療和控制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的目的。,YH-16：,12,YH-16是一種膠原,C端20ku的連接蛋白,一種可在大腸桿菌體內(nèi)高效表達(dá)的重組人血管內(nèi)皮抑制素,主要靶點(diǎn)為血管內(nèi)皮細(xì)胞。研究結(jié)果示，YH-16對(duì)CT26細(xì)胞的IC50是ED25細(xì)胞的3.38倍，表明YH-16主要針對(duì)的是血管內(nèi)皮細(xì)胞,而不是癌細(xì)胞,其對(duì)脾臟腫瘤抑制作用不強(qiáng)的原因可能也在于此.針對(duì)腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞的治療具有廣闊的前景,其優(yōu)勢(shì)為:內(nèi)皮細(xì)胞屬正常細(xì)胞,不象腫瘤細(xì)胞那樣容易變異,所以不易耐藥；所有腫瘤細(xì)胞的血管內(nèi)皮細(xì)胞均相同或相似，抗血管治療可針對(duì)所有實(shí)體瘤；血管內(nèi)皮細(xì)胞暴露于血流中，藥物易于達(dá)到靶細(xì)胞；選擇性作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞，全身毒性小。,YH-16并未降低肝轉(zhuǎn)移瘤VEGF的表達(dá),MVD卻明顯降低.其作用機(jī)理可能是YH-16主要通過抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞來抑制腫瘤生長(zhǎng)，從而使MVD降低。有研究顯示，內(nèi)皮抑素和血管內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)合后可促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡，內(nèi)皮抑素還可作為配體與粘附分子中的整合素家族成員相結(jié)合，從而抑制整合素介導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移。,13,六、交聯(lián)過程的設(shè)計(jì)：,（1）HAP與YH-16的連接： 連接方法分為兩種：一種是采用吸附法制備HAP-YH-16納米粒子，但由于，但由于YH-16主要吸附在HAP表面，所以存在一定的突釋效應(yīng)，所以本設(shè)計(jì)方案里面不采納。 另一種方法是利用用原位合成方法一步合成了HAP一YH-16復(fù)合物，即在合成HAP的同時(shí)，將YH-16包裹在HAP內(nèi)部網(wǎng)格中，有效地降低了突釋效應(yīng)。本設(shè)計(jì)方案中采用第二種方法。 具體步驟為：1、稱取一定量的YH-16，放在NH4H2PO4溶液中緩慢攪拌 至完全溶解； 2、將Ca(CH3COO)2溶液逐滴加入到NH4H2PO4溶液中，于37 ，pH=7.4條件下緩慢攪拌1 h，反應(yīng)液于4下離心18 min(10000 rmin)，將沉淀在25干燥48 h，于4保存,14,（2）As2O3與HAP與YH-16復(fù)合納米粒子的連接： 其具體的方程式為：1、As2O3+油酸As2O3-OA（反應(yīng)在高 溫下進(jìn)行） 2、As2O3-OA+PAAAs2O3-PAA（反應(yīng)在高溫下進(jìn)行） 3、Ca10(PO4)6