肿瘤微环境响应共载缓释慢病毒纳米递送体系的构建及靶向抗肝癌的研究

Lentivirus is a promising gene vector for cancer therapy. However, the therapeutic potential is hindered because of the host immune response and immune clearance. Therefore, we intends to construct a tumor microenvironment responsive co-loading and sustained-release lentivirus nano delivery system HSF2BP-Interferent&Sorafenib@FA/PEG/LV (HI&SF@FA/LV). shRNA which can inhibits the expression level of HSF2BP is integrated into the lentivirus vectors; and then, lentivirus vectors are functionalized with CaP and amphiphilic DSPE-PEG-FA; Finally, targeted drug Sorafenib is incorporated into the hydrophobic moiety of FA/PEG/LV. This nanodrug delivery system is applied for the targeted therapy of Bel-7404 cells with over-expression of folate receptor. On the one hand, PEG encapsulating can improve the biocompatibility of the lentivirus vectors, decrease the clearance of reticuloendothelial system and immune response, prolong the half life of blood circulation, increase the opportunity of interaction with targeting cell; on the other hand, PEG encapsulating can protect the lentivirus vectors and Sorafenib, decrease the general toxicity. Folic acid on the surface of the nano delivery system promote the targeting effect with Bel-7404 cell line over-expressing float receptors; the aidic microenvironment of tumor tissues induces the disintegration of CaP and PEG micelle, which results in the sustained-release of lentivirus vectors and Sorafenib. Successful implementation of this project is expected to provides a new system for HCC treatment and has potential in clinical application.

慢病毒是治疗癌症的一个非常有潜能的基因载体。但是，慢病毒在体内容易引起宿主免疫应答，加速宿主清除进而影响治疗效果。本项目拟构建肿瘤微环境响应的共载缓释慢病毒纳米递送体系HI&SR@FA/LV，将抑制热休克因子2结合蛋白的小干扰shRNA整合到慢病毒中，同时采用磷酸钙和叶酸功能化的双亲性PEG对其表面进行功能化修饰，最后将肝癌靶向药物索拉菲尼负载到PEG的疏水区。PEG的包覆一方面可以增加慢病毒载体的生物相容性，减弱网状内皮系统对其清除作用和体内抗体的免疫作用，延长其血液循环半衰期，增加其与靶细胞的作用几率；另一方面可以对慢病毒和药物起到保护作用，降低全身毒性。纳米递送体系表面的叶酸促使其靶向叶酸受体过表达的Bel-7404细胞；肿瘤组织微酸性的环境使得CaP和PEG胶束解体，起到病毒和索拉菲尼的缓释作用。该项目的成功实施将有望为HCC的治疗提供一个新的治疗体系，并具有潜在的临床应用价值。

肝细胞癌的发生和转移是一个多基因相关、多因素、多步骤的反应过程。基因治疗有可能取得良好的治疗效果。T细胞免疫球蛋白和粘蛋白域3 (Tim-3)是一种免疫检查点分子，在HCC的发生发展中起着至关重要的作用。与癌旁组织和正常肝细胞相比，Tim-3在HCC肿瘤组织和细胞系中均过表达，提示Tim-3与HCC的发生有关。肝癌细胞上的Tim-3也可通过IL-6通路促进肝癌的增殖、迁移和侵袭。在临床前研究中，靶向Tim-3显示了抗肿瘤的有效性。同时，Tim-3在HCC患者的肿瘤组织中高表达往往提示预后不良。这表明抑制Tim-3的表达可能是肝癌治疗的新策略。然而，单基因治疗由于靶向性差、特异性差、转染效率低、缺乏治疗效果等原因，存在局限性。更重要的是，常用的腺病毒和慢病毒基因载体的潜在毒性可能触发宿主的免疫应答，加速宿主对载体的清除，这是其临床应用的关键障碍。越来越多的研究证明，基因治疗与化疗联合治疗对HCC具有协同治疗效果，有望成为一种强大的临床应用治疗方法。因此，探索新的基因和药物传递载体，确保安全性，提高靶向性和传递效率显得尤为重要。. 本项目构建一种肿瘤微环境诱导基因及药物释放的纳米颗粒，用于肝癌细胞及小鼠肝癌原位肿瘤模型的同步基因治疗和化疗。通过简单的单一乳化方法将代表性HCC治疗药物索拉非尼封装到pH触发的mPEG-PAE纳米颗粒中。所形成的sorafenib@ mPEG-PAE (SF@PP)纳米颗粒带正电荷，这为带负电荷的siRNA (SR)通过静电相互作用在载药纳米颗粒表面聚集提供了良好的模板。为了保护凝聚的siRNA，降低阳离子的毒性，pH敏感且带负电荷的羧甲基壳聚糖(CMCS)被吸附到纳米颗粒表面。该siRNA与药物共递送系统CC@SR&SF@PP NPs可快速在肝脏肿瘤组织中积累，并增强siRNA和索拉非尼在肿瘤组织中的靶向和特异性释放。增强的抗tim-3 siRNA转染极大抑制靶基因的表达，增加了索拉非尼向肿瘤组织的药物传递，诱导广泛的肿瘤凋亡。此外，利用荧光素酶标记的H22细胞的生物发光，对CC@SR和SF@PP NPs对肿瘤大小的治疗效果进行原位监测。结果表明，我们提出的CC@SR和SF@PP NPs有显著的肝癌肿瘤抑制作用，并有望作为基因和药物协同传递用于其他类型的实体肿瘤。