特异作用于耐药非小细胞肺癌的shRNA/药物双载传递系统的研究

The morbidity of non-small-cell lung cancer (NSCLC) is very high in lung cancer. Gefitinib is an effective anticancer drug for NSCLC, however, the drug resistance of NSCLC will reduce the therapeutic efficacy. The project aims to this problem to fabricate a novel shRNA/Gefitinib cooperated delivery system. Arginine modified chitosan is used as high efficient non-virus gene vector, the molecules with π-conjugated moiety such as chrysin are immobilized on arginine modified chitosan with PEG as linker. The modified amphiphilic polymers self-assembly into nanoparticles with core-shell architecture to load Gefitinib in the hydrophobic cores, high drug loading content is received via the π-π stacking interaction between chrysin and Gefitinib. The shRNA targeted STAT3 gene is condensed to arginine modified chitosan in the hydrophilic shells and transfected the drug resistant NSCLC cells to down regulate the expression of STAT3 protein and inhibit the abnormal and continuous expression of EGFR, thus, to eliminate the drug resistance of NSCLC cells and promote the therapeutic efficiency of Gefitinib. This project will provide a new shRNA/drug cooperated delivery system and inspire new design and fabrication of drug delivery systems to push the development of cancer therapy.

非小细胞肺癌（NSCLC）在肺癌发病率中占有很高的比例，吉非替尼作为治疗NSCLC的化疗药物会由于耐药性而降低疗效。本项目针对该问题，构建一种新型的基因/药物双载系统。通过精氨酸改性壳聚糖获得对基因具有很好复合和转染效率的载体材料，再将白杨素等具有大π-共轭结构的疏水分子通过聚乙二醇接枝到精氨酸改性的壳聚糖上，双亲性高分子可自组装形成具有核壳结构的纳米粒子，将吉非替尼负载到疏水核中，利用白杨素与吉非替尼的π-π堆叠作用，提高药物的载药量。以亲水壳层上精氨酸改性壳聚糖复合载有靶向STAT3基因的shRNA重组质粒，可下调STAT3蛋白表达水平，抑制EGFR的异常持续表达，消除NSCLC对吉非替尼的耐药性，基因和药物的协同作用可显著提高吉非替尼对NSCLC的治疗效果。本项目的实施，将获得一类新型基因/药物双载系统，为耐药NSCLC的治疗提供新的思路和方法。

非小细胞肺癌（NSCLC）在肺癌发病率中的占有比例高达87%，采用化疗药物治疗NSCLC会由于产生耐药性而降低疗效，如何提高NSCLC对药物的响应性是解决化疗耐药的关键问题。STAT3在STATs家族中被认为是与肿瘤发生发展关系最密切的基因，STAT3信号通路过度激活可介导肿瘤细胞对药物产生耐药，利用特异或非特异性阻断STAT3信号通路是有效的诱导凋亡、逆转耐药的途径。因此，本项目针对该问题，构建了一系列基于壳聚糖双亲性改性的基因/药物负载系统（O-CMCTS-VES、VCH和VCPH），通过同时负载STAT3-shRNA和化疗药物，有效提高肿瘤对药物的敏感性，实现高效协同作用。首先，构建了携带有靶向STAT3基因的shRNA序列的质粒，并对其体内外基因表达及功能进行了研究，结果显示重组质粒在体外和裸鼠体内都能够有效下调STAT3基因的表达，抑制肿瘤生长。然后，通过氨基酸改性壳聚糖获得对基因具有很好复合和转染效率的载体材料，再将维生素E琥珀酸酯（VES）等具有π-共轭结构的疏水分子通过聚乙二醇接枝到氨基酸改性的壳聚糖上，双亲性高分子可自组装形成具有核-壳结构的纳米粒子。将疏水化疗药物负载到纳米粒子的疏水核中，利用VES与药物之间的π-π堆叠作用，提高药物的载药量。亲水壳层上氨基酸改性的壳聚糖带有较强的正电荷，可通过正负电荷作用复合载有靶向STAT3基因的shRNA重组质粒。对多种复合纳米粒子的结构、形貌、载药量、包封率、安全性及微环境响应性、药物释放能力等性质进行研究，结果显示纳米载体具有较高的药物负载能力、良好的生物安全性和肿瘤微环境pH响应性。最后对负载药物/shRNA的纳米载体抑制肿瘤生长的作用进行了全面研究，细胞凋亡、动物体内肿瘤抑制、基因和蛋白表达、入胞途径等诸多实验结果均显示，复合纳米粒子可下调STAT3蛋白表达水平，逆转NSCLC的耐药性，具有显著的体内外抗肿瘤作用，基因和药物的协同作用可显著提高肿瘤的治疗效果。本项目的实施，获得了一类新型基因/药物双载系统，为耐药NSCLC的治疗提供新的思路和方法。