碳纳米管为载体的RNAi在乳腺癌治疗中的应用研究

RNA干扰技术应用于肿瘤治疗是近年来肿瘤研究领域的热点内容之一，而基于纳米粒子技术的基因传递系统为发展更加有效的RANi运载系统提供了新的途径。凝血酶活化受体1（PAR-1）高表达在恶性乳腺癌细胞上，特异性的沉默该基因有望成为乳腺癌治疗的新方法。本项目拟以功能化碳纳米管为PAR-1siRNA载体，特异性沉默PAR-1基因，抑制乳腺癌生长和转移。在进一步优化功能化碳纳米管的修饰和表征的基础上，构建碳纳米管-PAR-1 siRNA复合体，研究不同种类和表面功能化的碳纳米管与siRNA结合及其机制，形成稳定的碳纳米管-siRNA复合体，通过细胞实验和动物实验，在基因和蛋白水平研究影响碳纳米管-siRNA复合体沉默目标靶基因的关键因素和抗乳腺癌治疗效果，并同时分析碳纳米管作为生物载体的生物相容性，为发展以碳纳米管为新型载体的RNAi技术和乳腺癌治疗提供新的解决途径，并为此提供实验和理论依据。

纳米材料以其优异的性能显示了在抗肿瘤转移方面的应用潜能。我们以碳纳米管和金纳米棒为主要研究对象，分析了这两种纳米材料在抗乳腺癌转移中的应用价值。研究结果表明，金纳米棒可以与乳腺癌转移相关基因PAR-1siRNA结合，形成稳定的复合体，在细胞和动物体内有效抑制PAR-1基因和蛋白的表达，抑制乳腺癌细胞的转移。同时，我们建立了金纳米棒细胞内定量分析平台，利用紫外-可见-近红外光谱（UV-VIS-NIR）、电感耦合等离子质谱(ICP-MS)、透射电镜、暗场显微镜等方法对金纳米棒在乳腺癌细胞株内的行为进行定量分析。巨噬细胞在肿瘤生长和转移过程中具有重要的作用，我们研究发现碳纳米管可以有效抑制肿瘤相关巨噬细胞同类巨噬细胞—M2型巨噬细胞的增殖及其诱导的乳腺癌细胞的迁移；碳纳米管皮下注射后引起巨噬细胞聚集、活化和吞噬，有效抑制肿瘤周围巨噬细胞的数目，抑制肿瘤周围新生血管的形成和肺转移。此外，我们还制备四种具有不同尺寸和表面修饰的碳纳米管，分析了四种碳纳米管的血液相容性。研究表明，碳纳米管可以引起红细胞结构破坏、溶血、血小板活化以及凝血时间缩短；其中短碳纳米管对红细胞的的影响程度更大；长碳纳米管对凝血的影响更严重。