纳米科技在结肠癌中的新应用.ppt

1,纳米科技在结肠癌中的新应用,Biological Science and Medical Engineering,郭明德11208116 杨文清11208120 2011.05.05,2,一、从世界范围看：,结肠癌作为大肠癌的一种，是全世界第三大常见的恶性肿瘤 ，全世界男性结肠癌发病率最高者是夏威夷的日本人(37.15/10万)，女性最高者是新西兰人(30.46/10万)；发展中国家的发病例数在世界范围内尚不足1/3，以印度及非洲的发病率最低，与发达国家相比其发病率相差10倍。,3,左图为2008年统计的欧盟27个国家结肠癌发病率统计图，右图为结肠癌在美国不同人群中的发病率。,4,以英国为例自1975年至2008年以来结肠癌在男女人群中的发病率折线图。,结肠癌在世界范围内的发病率,5,在中国，结肠癌发病率目前虽然还位列第五号肿瘤，但增长的速度却非常快，尤其是在一些大城市。这与生活水平提高、饮食结构发生改变密切相关。与上世纪90年代与70年代比，上海市男性结肠癌增加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、从我国来看:,以上海市为例，1993年至1994年与1972年至1974年比较，男性结肠癌增加104%，女性结肠癌增加99%，每年增长4%左右；在北京地区，1982年至1997年15年间，结肠癌男性标化发病率分别上升53.30%、23.8%，女性分别上升16.9%、15.3%。1999年，中国男女结肠癌发病率分别为16.2/10万及14.5/10万。总之，上世纪90年代与70年代相比，结肠癌的发病率在城市上升31.95%，在农村上升8.51%。,6,三、发病机理：,结肠癌是发生于结肠部位的常见的消化道恶性肿瘤，占胃肠道肿瘤的第3位。好发部位为直肠及直肠与乙状结肠交界处。从流行病学的观点看，结肠癌的发病和环境、生活习惯、尤其是饮食方式有关。,7,引发其病变的诱因大约可分为以下三种： （1） 饱和脂肪酸的饮食可增加结肠中胆汁酸与中性固醇的浓度，并改变大肠菌群的组成。胆汁酸经细菌作用可生成3-甲基胆蒽等致癌物质，固醇环也可经细菌作用被芳香化而形成致癌物质。食物纤维包括纤维素、果胶、半纤维素、木质素等，吸收水分，增加粪便量，稀释肠内残留物浓度，能够缩短粪便通过大肠的时间而减少致癌物质与肠粘膜接触的时间，膳食纤维不足是结肠癌的发病因素之一。 （2） 由慢性大肠炎症引发而来，如溃疡性结肠炎的肠癌发生率高于一般人群，炎症的增生性病变的发展过程中，常可形成息肉，进一步发展为肠癌;克隆氏病时，有结肠、直肠受累者可引起癌变。以慢性血吸虫病患者为例：,8,（3） 遗传因素，近几年来，有报告结肠癌阳性家族者，其发病率是一般人群的四倍，说明遗传因素可能参与结肠癌的发病。有资料表明，世界结肠癌高发人群为白人，其次为黑人，亚洲人及美国印第安人发病率最低，故有人提出出结肠癌的发病率高低与人类的种族有关。,9,四、现在的治疗方案及优缺点：,10,五、我们组的立足点和创新：,到目前为止，对于结肠癌的治疗手段可谓千差万别，可无论是手术切除，放疗，化疗等等，归根结底在于杀死癌细胞方面，然而目前的方法只局限对癌细胞的杀死层次，而不能防止结肠癌细胞的转移。故而转移成为了结肠癌治疗过程中的一大难点。 结肠癌细胞的转移可分为：器官转移、淋巴转移、血行转移、侵润与种植。 立足于防止结肠癌细胞的转移和杀死两方面，本次研究从生物治疗的角度，通过将三种纳米颗粒，YH-16、HAP、As2O3通过表面修饰进行偶联，并利用HAP的良好的生物相容性将其作为载体，使得“防止结肠癌细胞转移”、“抑制结肠癌细胞的生长”“促进结肠癌细胞的凋亡”三个作用联合起来，效果或者不是1+1=2这么简单，最后以血管内皮细胞为位点，从而进入机体后靶向作用于结肠癌细胞，发挥作用。,11,肿瘤生长经历两个阶段：血管前期和血管期。在肿瘤血管前期，肿瘤细胞主要依赖弥散作用获取营养，当肿瘤生长至1-2mm3、细胞数达到107左右时，其继续生长就必须要由新生血管来提供足够的氧气及营养物质。肿瘤新生血管不但为肿瘤生长提供氧气和营养、带走代谢产物，而且还通过旁分泌作用分泌促肿瘤生长因子，从而促使肿瘤生长加快。肿瘤细胞分泌的VEGF、碱性成纤维细胞生长因子等促血管生长因子亦可促进肿瘤血管内皮细胞增殖。同时，肿瘤细胞还可通过新生血管向周围组织浸润和远处转移，在继发部位形成转移灶，而转移灶的继续生长和转移仍然需要新生血管，且新生血管对转移灶的形成比原发灶更为重要。因此可通过干扰或阻断肿瘤新生血管形成而达到治疗和控制肿瘤细胞转移的目的。,YH-16：,12,YH-16是一种胶原,C端20ku的连接蛋白,一种可在大肠杆菌体内高效表达的重组人血管内皮抑制素,主要靶点为血管内皮细胞。研究结果示，YH-16对CT26细胞的IC50是ED25细胞的3.38倍，表明YH-16主要针对的是血管内皮细胞,而不是癌细胞,其对脾脏肿瘤抑制作用不强的原因可能也在于此.针对肿瘤血管内皮细胞的治疗具有广阔的前景,其优势为:内皮细胞属正常细胞,不象肿瘤细胞那样容易变异,所以不易耐药；所有肿瘤细胞的血管内皮细胞均相同或相似，抗血管治疗可针对所有实体瘤；血管内皮细胞暴露于血流中，药物易于达到靶细胞；选择性作用于血管内皮细胞，全身毒性小。,YH-16并未降低肝转移瘤VEGF的表达,MVD却明显降低.其作用机理可能是YH-16主要通过抑制血管内皮细胞来抑制肿瘤生长，从而使MVD降低。有研究显示，内皮抑素和血管内皮细胞结合后可促进血管内皮细胞的凋亡，内皮抑素还可作为配体与粘附分子中的整合素家族成员相结合，从而抑制整合素介导的血管内皮细胞迁移。,13,六、交联过程的设计：,（1）HAP与YH-16的连接： 连接方法分为两种：一种是采用吸附法制备HAP-YH-16纳米粒子，但由于，但由于YH-16主要吸附在HAP表面，所以存在一定的突释效应，所以本设计方案里面不采纳。 另一种方法是利用用原位合成方法一步合成了HAP一YH-16复合物，即在合成HAP的同时，将YH-16包裹在HAP内部网格中，有效地降低了突释效应。本设计方案中采用第二种方法。 具体步骤为：1、称取一定量的YH-16，放在NH4H2PO4溶液中缓慢搅拌 至完全溶解； 2、将Ca(CH3COO)2溶液逐滴加入到NH4H2PO4溶液中，于37 ，pH=7.4条件下缓慢搅拌1 h，反应液于4下离心18 min(10000 rmin)，将沉淀在25干燥48 h，于4保存,14,（2）As2O3与HAP与YH-16复合纳米粒子的连接： 其具体的方程式为：1、As2O3+油酸As2O3-OA（反应在高 温下进行） 2、As2O3-OA+PAAAs2O3-PAA（反应在高温下进行） 3、Ca10(PO4)6