新型NOTCH1抗体-多壁碳纳米管- γ分泌酶抑制剂复合物抗急性T淋巴细胞白血病的研究

Acute T-cell lymphoblastic leukemia (T-ALL) is an aggressive and life-threatening cancer, commonly diagosed in children and adolescents. More and more evidence suggest aberrant NOTCH1 signaling plays a pivotal role in the pathogenesis of acute T-cell lymphoblastic leukemia (T-ALL). As NOTCH1-induced T-ALL cells depend on NOTCH1 signaling for their proliferation, growth and survival, the γ-secretase inhibitor(GSI), one common NOTCH1 inhibitor, is viewed as the most promising agent to treat T-ALL. However, GSI manifested intolerable toxicity in human patients due to its nonspecific targeting. To extenuate the adverse effect, we propose a novel nano-composit drug delivery system: GSI molecules will be loaded onto polyethylene glycol (PEG)-coated multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs), to which anti-NOTCH1 monoclonal antibody will be also conjugated. Combining approaches of nanobiology, molecular biology, cell biology and animal modeling, we plan to (1) synthesize and characaterize the NOTCH1 antibody-MWCNT-GSI composit;(2) analyze its inhibitory function of NOTCH1 signaling and T-ALL cell proliferation;(3) study the anti-leukemic activity and in vivo distribution in T-ALL murine models. Our study aims to build the foundation for ultimately achieving a better therapeutic strategy of improved targeting,optimized activity and reduced toxicity.

急性T淋巴细胞白血病(T-ALL)是一种常见的儿童恶性肿瘤，严重威胁青少年健康。文献报道，NOTCH1信号通路异常激活对T-ALL的发生发展至关重要，T-ALL细胞高度依赖NOTCH1的活性生长增殖，故以γ-分泌酶抑制剂（GSI）为代表的NOTCH1抑制剂是目前最有前景的分子靶向药物，然而其组织非专一性引起的毒副作用不容忽视。为克服现有的局限性，本课题提出一种纳米复合物给药系统的策略: 以聚乙二醇功能化的多壁碳纳米管运载GSI分子，同时结合 NOTCH1单克隆抗体以提供靶向。拟采用纳米生物学，分子生物学，细胞生物学以及模式动物等学科交叉的研究方法，1)构建、表征上述载药系统;2)分析复合物抑制NOTCH1活性和T-ALL细胞系的生长情况;3)考察复合物在小鼠模型体内的分布和抗白血病活性。该项目将为探索一个新型、高效、专一、低毒并具有实用前景的T-ALL治疗方案提供新思路。

本项目原计划利用多壁碳纳米管运载NOTCH 抑制剂并偶联特异性失活抗体高效靶向NOTCH1 信号通路，从而改善T-ALL的靶向治疗。但在实际研究中，因在血液肿瘤系统中遇到不可回避的技术问题，转而着眼于挖掘替代传统NOTCH 抑制剂的新策略。同时，在靶向致癌信号通路拮抗肿瘤发生发展的基本思路指导下，我们在其他实体肿瘤中也进行了多项探索。借助基金资助，已完成以下研究内容，并以通讯作者身份发表SCI论文4篇(致谢中感谢本基金的资助)：(1) 体内评价多壁碳纳米管作为载药系统对肿瘤细胞的作用，发现碳纳米管可通过抑制c-Myc表达从而下调P糖蛋白水平，增强结肠癌细胞对化疗药物的敏感性 (Toxicology and Applied Parmacology, 2015)；(2) 揭示通过阻断Jagged2-NOTCH相互作用从而抑制胰腺癌转移的新机制(Molecular Cancer Therapeutics, 2015)；(3) 发现一类可以下调AKT活性、发挥抗胰腺癌作用的石蒜科生物碱 (Toxicology and Applied Parmacology, 2014)；(4) 鉴定一种对映贝壳烷杉型二萜类天然产物的抗结肠癌活性，并探究其阻断Wnt信号通路的作用机制(Carcinogenesis, 2015)。 我们的研究工作从多角度探索不同组织来源的肿瘤可能存在的特异靶点或针对已知靶点挖掘新型先导化合物，这些研究成果有望为肿瘤的靶向治疗提供新思路，为进一步的深入探索奠定基础，以期为肿瘤患者带来福音。