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纳米材料与癌症治疗 姓名：刘通通 学号： 班级：基础二班 电话： 摘要：在癌症治疗领域，人们通常采用手术、放疗、化疗进行治疗。临床上用的化疗治癌药物显示出低的水溶性、较差的稳定性、快速的血液清除并且缺乏对肿瘤部位的靶向性，常常对于正常细胞造成伤害。近年来，随着纳米技术的发展，纳米材料作为一种新型抗肿瘤药物载体及mRNA载体为癌症患者提供了新的希望。通过梳理纳米技术在癌症治疗方面的发展历程，可以明确其发展方向，给后来的研究者提供一个大概的认识。本文主要就纳米技术在癌症治疗领域的发展历程，以及现在出现的比较成功的纳米运输药物进行介绍。 关键词：纳米颗粒 癌症 纳米运输系统 基因治疗 引言： 癌症一直是困扰人们的重大难题，传统疗法如化疗往往带给患者莫大的痛苦，并且收效甚微。20世纪70年代，纳米概念首次出现，1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以0.1到100纳米长度为研究分子的科学，那些纳米分子的性能常常有很大的特异性。纳米生物学也孕育而生，而用纳米技术治疗恶性肿瘤是国际肿瘤研究领域的一个重要方向。已经逐渐发展了比较完善的纳米给药系统，可以输送药物和小型RNA，定向到达肿瘤部位，从而特异性抑制肿瘤生长。目前关于纳米药物的研究主要集中在以下方面：发展纳米给药系统；新型高载量的纳米颗粒的制备；构建纳米载体，用于输送环状DNA，诱导癌细胞的凋亡。 2.纳米载体与基因治疗 基于核酸药物的治疗手段可以通过外源正常基因导入靶细胞以纠正或补偿因基因缺陷和异常或者下调在肿瘤组织中过量表达的癌基因来达到治疗癌症的目的。利用纳米载体进行输送基因可以高效定向起到作用。 2.1纳米生物技术基因治疗载体的特点 在药剂学中，纳米载体是指由纳米生物材料制备，尺寸定在1~1000纳米的药物载体，具有生物兼容性、可生物降解、药物缓释和药物靶向传递等良好的特性[1]。 纳米生物技术基因主要有以下特点。1.生物安全性。纳米基因载体一般由具生物兼容性、可生物降解性的纳米生物材料制备，基本无毒性，无免疫原性，体内可以代谢降解，生物安全性好[1]。纳米脂质体主要由磷脂及胆固醇合成，由于其自身的仿生物膜的特点，可以通过与细胞膜的融合和胞吞作用将目的基因导入细胞。2.可保护核苷酸。纳米脂质体和纳米粒可以通过表面电荷吸附作用或通过包裹在其中来保护核苷酸不被核酸酶降解。Fattal等研究表明聚氰基丙烯酸烷基脂阳离子纳米粒负载的寡核苷酸在细胞培养基中具有抗核酸酶的作用，阻止了寡核酸的降解，使得静脉给药体内的稳定性显著提高[2]。3.提高细胞吸收率。大量实验表明细胞对载体的摄取效率随载体的尺寸变化而有显著差别[3],纳米级的载体可以显著提高细胞的摄取，目的基因的表达水平。4.缓释作用。纳米级脂质体与纳米粒在体内的循环时间可明显延长。根据所选用的材料在体内的水解速度不同，可实现所负载核酸分子的可控、缓慢释放。5.靶向性。由于纳米基因载体在肿瘤、炎性病变部位组织毛细血管通透性明显高于正常的毛细血管，可选择性地在病变部位渗透，实现被动靶向基因传递；纳米基因载体的比表面积大，并且可在其表面偶联细胞的配体或抗体，实现基因治疗的主动靶向性，主动靶向性载体大大提高了基因传递的特异性，并加强了靶细胞对目的基因的摄取。 2.2纳米基因载体及输送系统 纳米基因载体及输送系统的是根据肿瘤中抑癌基因的缺失、血管增生和微缺氧环境等特点来设计的。纳米基因载体主要包括酯类物质载体和阳离子聚合物载体。阳离子脂质、聚合物、树形高分子、多肽等非病毒载体系统都具有浓缩DNA进行系统给药的能力，但是由于不能有效克服细胞屏障和免疫防御机制，非病毒载体表现出略差的转染效率，但具备生物相容性和大规模生产潜能[4]。当纳米颗粒通过循环系统到达组织细胞后，细胞会以内吞的方式将其摄入胞内，首先纳米颗粒与胞膜等形成内吞小泡，内吞小泡会与溶酶体快速融合，在溶酶体内的基因如果不能被有效保护并及时释放，则会被溶酶体内存在的各种酶类很快降解。不少科学家将基因从溶酶体的快速释放当作基因转染能力的重要指标。因此过去几十年中对于阳离子化合物的设计有较多的研究，以期达到与DNA有效结合形成复合物并克服基因传输在体内和体外屏障的目的。 癌细胞对一些蛋白质的特异性表达或过度表达为癌症治疗提供了分子水平的新靶点。利用RNA干扰技术通过siRNA给药能特异性抑制致病基因的表达，具有高效和多样化的特征。脂质和大分子物质在肿瘤部位穿透性提高和滞留的现象称作EPR效应。EPR效应有助于大分子物质对肿瘤组织的被动靶向，可以提高药物的疗效并减少对正常组织的副作用。尺寸在10-500nm的颗粒由于EPR效应可以实现在肿瘤部位被动靶向和富集[5],键合包括RGD肽、叶酸、半乳糖残基和抗体